Meranie atmosférického tlaku vzdialenej exoplanety sa môže javiť ako skľučujúca úloha, ale astronómovia z University of Washington teraz vyvinuli novú techniku, ktorá to urobí.
Keď sa začali objavovať exoplanetové objavy, astronómovia kládli dôraz na nájdenie planét vo vnútri obývateľnej zóny - pás okolo hviezdy, kde voda nemrzne ani nevarí. Charakterizácia prostredia a obývateľnosti exoplanety však nezávisí iba od povrchovej teploty planéty.
Atmosférický tlak je rovnako dôležitý pri zisťovaní, či povrch exoplanety pravdepodobne drží kvapalnú vodu. Každý, kto pozná kemping vo vysokej nadmorskej výške, by mal dobre rozumieť tomu, ako tlak ovplyvňuje bod varu vody.
Metóda, ktorú vyvinula Amit Misra, kandidát PhD, zahŕňa izoláciu „dimérov“ - viazaných párov molekúl, ktoré majú tendenciu tvoriť sa pri vysokých tlakoch a hustotách v atmosfére planéty - nezamieňať ich s „monomérmi“, ktoré sú jednoducho voľne plávajúce molekuly. Aj keď existuje veľa typov dimérov, výskumný tím sa sústredil výhradne na molekuly kyslíka, ktoré sú dočasne navzájom viazané vodíkovou väzbou.
Keď sa exoplaneta pohybuje pred hostiteľskou hviezdou, môžeme nepriamo detegovať diméry v atmosfére exoplanety. Keď svetlo hviezdy prechádza tenkou vrstvou atmosféry planéty, diméry absorbujú určité vlnové dĺžky. Keď hviezdne svetlo dosiahne Zem, je potlačené chemickými odtlačkami prstov dimérov.
Diméry absorbujú svetlo v charakteristickom vzore, ktorý má zvyčajne štyri vrcholy v dôsledku rotačného pohybu molekúl. Množstvo absorpcie sa však môže meniť v závislosti od atmosférického tlaku a hustoty. Tento rozdiel je oveľa výraznejší v diméroch ako v monoméroch, čo umožňuje astronómom získať ďalšie informácie o atmosférickom tlaku na základe pomeru týchto dvoch podpisov.
Zatiaľ čo v zemskej atmosfére boli už v minulom roku zistené vodné diméry, čoskoro môžu prísť na internet výkonné teleskopy, môžu astronómovia túto metódu použiť na pozorovanie vzdialených exoplanet. Tím analyzoval pravdepodobnosť použitia vesmírneho teleskopu James Webb na uskutočnenie takejto detekcie a považoval to za náročné, ale možné.
Zisťovanie dimérov v atmosfére exoplanety by nám pomohlo nielen vyhodnotiť atmosférický tlak, a teda stav vody na povrchu, ale aj ďalšie markery biologického podpisu. Kyslík je priamo viazaný na fotosyntézu a pravdepodobne nebude bohatý na atmosféru exoplanety, pokiaľ nebude pravidelne produkovaný riasami alebo inými rastlinami.
„Ak teda nájdeme dobrú cieľovú planétu a dokážete zistiť tieto dimérne molekuly - čo by mohlo byť možné v priebehu nasledujúcich 10 až 15 rokov - nielenže by ste povedali niečo o tlaku, ale v skutočnosti by ste povedali, že na tejto planéte je život. “, Povedala Misra v tlačovej správe.
Príspevok bol publikovaný vo februárovom vydaní Astrobiológie a je k dispozícii na stiahnutie tu.
