Hogyan lehet megérteni, hogy egy bolygó alkalmas-e az életre? A közeljövőben nem várhatóak olyan távcsövek, amelyek képesek látni egy élőlényt egy másik bolygón, még ha ez is nagyon nagy.
Az első dolog, ami eszébe jut, az, hogy a bolygó hőmérséklete megfelelő-e ahhoz, hogy víz folyékony állapotban létezzen rajta. Így jelent meg a "lakható zóna" fogalma. A csillagászok bolygót keresnek és találnak a csillagok lakható területein.
És természetesen nagyon fontos megérteni, vannak-e olyan anyagok, amelyek a bolygó életéhez szükségesek. Például a Szaturnusz holdi titán gazdag kémiája arra készteti a tudósokat, hogy az élet már ott van, vagy felmerülhet a jövőben. Ennek az életnek a potenciális prosperitása érdekében a még működő Cassini készüléket megsemmisítették.
De nem küldhet egy szondát kémiai analizátorokkal az idegen csillag bolygójára (legalábbis még nem). Honnan ismeri a távoli világ kémiáját? Természetesen egy távoli bolygóról származó sugárzás spektrumának megvizsgálásával. (Mellesleg, Hubble ilyen módon fedezte fel a vizet a földszerű bolygókon olyan régen.) Sőt, nem szabad a látható tartományban keresni. Az infravörös csillagászat, amelyről a közelmúltban beszéltünk, sokkal hatékonyabban segít ebben a kérdésben.
Számos kémiai vegyületnek saját "aláírása" van az infravörös tartományban - "csúcsok" és "tompítások" a spektrum gráfban (egy adott hullámhosszú sugárzás kibocsátásának és abszorpciójának felel meg, és hasonló a vékony vonalhoz). Ezekre a nyomokra lehet azonosítani a szükséges anyagokat.
A tudósokat természetesen elsősorban az oxigén, a metán, az ózon, a vízgőz, a szén-dioxid és a dinitrogén-oxid (N2O) érdekli. Mellesleg, az élő organizmusok tettek egyszer egy "oxigénforradalmat" a földön. Ezen gázok vonalát azonban nehéz megfigyelni, sok napos megfigyelési időre van szükség. És a csillagászoknak mindig hiányzik, mert sokkal kevesebb eszköz és finanszírozás van, mint érdekes feladatok.
A NASA Vladimir Airapetian vezette tudóscsoport új módszert javasolt az alkalmazható kémiai bolygók keresésére. Sokkal könnyebben észlelhető "aláírásokat" használ. De, mint általában, van egy árnyalatok: csak csillagviharok miatt jelennek meg.
Promóciós videó:
Részletesen írtunk a koronális tömeges kilökésekről, amelyekkel a Nap rendszeresen "köpött". Mágneses tere miatt kevés hatással vannak a Földre (egyébként a Mars kevésbé volt szerencsés). De ennek oka az, hogy világítótestünk érett és nyugodt.
A fiatal, aktív csillagok, hasonlóak a Naphoz, vagy kissé hidegebbek (G és K spektrumosztályok), erősebb és gyakoribb kilökődésűek. Ezért a töltött részecskék, amelyek behatolnak a bolygó atmoszférájába, képesek zümmögni benne. Erre támaszkodik az új módszer.
Csillagszél-részecskék hatására a vízmolekulák (H2O) hidroxilmolekulákká (OH-) alakulnak. Ugyanakkor a légköri nitrogén oxidálódik monoxidjává (NO). Ez a két anyag nagyon világos infravörös aláírással rendelkezik.
Van elég közülük, hogy "láthassák" a Földet? A kérdés megválaszolására a kutatók adaptáltak egy modellt, amelyet évtizedek óta használnak a légköri fizikában. Ez a modell megjósolja a Föld ózonrétegének válaszát a koronális tömeg-kibocsátásra. Hayrapetyan csoportjának sikerült hozzáigazítania az új feladathoz. Ezenkívül a szerzők a TIMED űrhajó adatait is felhasználták, amelyek a Föld légkörének összetételét és hőmérsékletét vizsgálják.
A „űr” adatait tartalmazó számítógépes szimulációk azt mutatták, hogy sok „jelző anyag” képződik a Földhez hasonló bolygó légkörében, de egy aktív csillag körül forog. Olyan sok, hogy egy mindössze 15-25 centiméter átmérőjű infravörös távcső képes megkülönböztetni őket a közeli egzoplanetatok atmoszférájában két órás megfigyelés alatt.
Egy ilyen jel azt jelentené, hogy az oxigén, a nitrogén (a fehérjék legfontosabb alkotóeleme) és a vízgőz jelen vannak a bolygón, és még a légköri nyomás közel áll a Földhez. Ez azt jelenti, hogy egy ilyen világ lakhat.
Ha a jel túl erős, akkor ez nem jó. Végül is, ez azt jelenti, hogy a bolygónak nincs olyan mágneses mezője, amely visszatartja majdnem az összes csillagszelepet (és ez szükséges ahhoz, hogy a bolygón élő lények ne meghaljanak a sugárzásból). Ezért egy "mérsékelt" jel azt jelzi, hogy a bolygó életre alkalmas.
A tudományos cikket a kutatás eredményeivel közzétették a Scientific Reports folyóiratban.
