V posledných rokoch sa počet potvrdených extra solárnych planét exponenciálne zvýšil. Pokiaľ ide o napísanie článku, v 2 817 hviezdnych systémoch bolo potvrdených celkom 3 777 exoplanet, pričom na potvrdenie čaká ďalších 2737 kandidátov. A čo viac, počet pozemských (t. J. Skalných) planét sa neustále zvyšuje, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť, že astronómovia nájdu dôkazy o živote mimo našej slnečnej sústavy.
Bohužiaľ, táto technológia ešte neexistuje na priame skúmanie týchto planét. V dôsledku toho sú vedci nútení hľadať tzv. Biosignatúry, chemikálie alebo prvky, ktoré súvisia s existenciou minulého alebo súčasného života. Podľa novej štúdie medzinárodného tímu vedcov by jedným zo spôsobov, ako hľadať tieto podpisy, bolo preskúmať materiál vyhodený z povrchu exoplanet počas udalosti nárazu.
Štúdia s názvom „Hľadanie biosignat v exoplanetárnom dopade ejecta“ bola uverejnená vo vedeckom časopise astrobiológie a nedávno sa objavil online. Viedol ju Gianni Cataldi, výskumný pracovník z astrobiologického centra na Štokholmskej univerzite. Pridali sa k nemu vedci z LESIA-Observatoire de Paris, Juhozápadného výskumného ústavu (SwRI), Kráľovského technologického inštitútu (KTH) a Európskeho vesmírneho výskumného a technologického centra (ESA / ESTEC).
Ako naznačujú vo svojej štúdii, väčšina snáh charakterizovať biosféry exoplanet sa sústredila na atmosféru planét. Toto spočíva v hľadaní dôkazov o plynoch, ktoré sú spojené so životom tu na Zemi - napr. oxid uhličitý, dusík atď. - rovnako ako voda. Ako Cataldi povedal časopisu Space Magazine e-mailom:
„Zo Zeme vieme, že život môže mať silný vplyv na zloženie atmosféry. Napríklad všetok kyslík v našej atmosfére je biologického pôvodu. Kyslík a metán sú tiež silne mimo chemickej rovnováhy kvôli prítomnosti života. V súčasnosti ešte nie je možné študovať atmosférické zloženie zemských exoplanet, očakáva sa však, že takéto meranie bude možné v dohľadnej budúcnosti. Atmosférické biologické podpisy sú teda najsľubnejším spôsobom hľadania mimozemského života. “
Cataldi a jeho kolegovia však zvažovali možnosť charakterizovať obývateľnosť planéty hľadaním známok dopadov a skúmaním ejektov. Jednou z výhod tohto prístupu je to, že vyhadzovanie uniká s najväčšou ľahkosťou tela s nižšou gravitáciou, ako sú skalné planéty a mesiace. Atmosféry týchto typov telies je tiež veľmi ťažké charakterizovať, takže táto metóda by umožnila charakterizáciu, ktorá by inak nebola možná.
A ako Cataldi naznačil, bolo by to tiež vhodné pre atmosférický prístup niekoľkými spôsobmi:
„Po prvé, čím menší je exoplanet, tým ťažšie je študovať jeho atmosféru. Naopak, menšie exoplanety produkujú väčšie množstvá unikajúcich ejektov, pretože ich povrchová gravitácia je nižšia, čo uľahčuje detekciu ejektov z menších exoplanet. Po druhé, keď uvažujeme o biologických podpisoch v ejekcii, myslíme predovšetkým určité minerály. Je to tak preto, že život môže ovplyvniť mineralogiu planéty buď nepriamo (napr. Zmenou zloženia atmosféry a tým umožnením tvorby nových minerálov), alebo priamo (produkciou minerálov, napríklad kostry). Impact ejecta by nám teda umožnil študovať iný druh biologického podpisu, ktorý dopĺňa atmosférické podpisy. “
Ďalšou výhodou tejto metódy je skutočnosť, že využíva existujúce štúdie, ktoré skúmali dopad kolízií medzi astronomickými objektmi. Napríklad sa uskutočnilo niekoľko štúdií, ktoré sa pokúsili obmedziť obmedzenia obrovského dopadu, o ktorom sa predpokladá, že vytvorilo systém Zeme-Mesiac pred 4,5 miliardami rokov (aka. Hypotéza obrovského dopadu).
Aj keď sa predpokladá, že takéto obrovské kolízie boli bežné v záverečnej fáze tvorby pozemských planét (trvajúce približne 100 miliónov rokov), tím sa sústredil na dopady asteroidálnych alebo kometárnych telies, o ktorých sa predpokladá, že sa vyskytujú počas celého života exoplanetárnej systém. Spoliehajúc sa na tieto štúdie, Cataldi a jeho kolegovia boli schopní vytvoriť modely pre exoplanet ejecta.
Ako vysvetlil Cataldi, na odhad množstva vytvorenej ejekcie použil výsledky z literatúry o kráteroch nárazu. Na odhad sily signálu obehových prachových diskov vytvorených vyhadzovacou jednotkou sa použili výsledky z literatúry o troskách (t. J. Extrasolárne analógy hlavnej asteroidnej pásky) slnečnej sústavy. Výsledky sa nakoniec ukázali ako dosť zaujímavé:
„Zistili sme, že náraz telesa s priemerom 20 km vytvára dostatok prachu, ktorý je možné zistiť pomocou súčasných ďalekohľadov (na porovnanie, veľkosť nárazovej hlavice, ktorá zabila dinosaurov pred 65 miliónmi rokov, musí byť asi 10 km). Štúdium zloženia vypusteného prachu (napr. Hľadanie biosignátov) však nie je v dosahu súčasných ďalekohľadov. Inými slovami, pri súčasných ďalekohľadoch by sme mohli potvrdiť prítomnosť vysunutého prachu, ale nemohli sme študovať jeho zloženie. “
Stručne povedané, študijný materiál vyvrhnutý z exoplanet je v našom dosahu a schopnosť študovať jeho zloženie jedného dňa umožní astronómom, aby mohli charakterizovať geológiu exoplanety - a tak presnejšie obmedziť svoju potenciálnu obývateľnosť. V súčasnosti sú astronómovia nútení robiť vzdelané odhady zloženia planéty na základe jej zjavnej veľkosti a hmotnosti.
Bohužiaľ nie je v súčasnosti možná podrobnejšia štúdia, ktorá by mohla určiť prítomnosť biologických podpisov v ejekcii, a bude veľmi ťažká aj pre ďalekohľady novej generácie, ako sú napr. James Webb Space Telescope (JWSB) alebo Darwin, Štúdium ejektov z exoplanet zatiaľ predstavuje niektoré veľmi zaujímavé možnosti, pokiaľ ide o exoplanetové štúdie a ich charakterizáciu. Ako uviedol Cataldi:
„Štúdiom ejektúry z nárazovej udalosti sme sa mohli dozvedieť niečo o geológii a obývateľnosti exoplanety a potenciálne odhaliť biosféru. Táto metóda je jediný spôsob, ako viem, že mám prístup k podpovrchu exoplanety. V tomto zmysle možno dopad považovať za vrtný experiment poskytovaný prírodou. Naša štúdia ukazuje, že prach produkovaný pri nárazovej udalosti je v zásade detekovateľný a budúce teleskopy by mohli byť schopné obmedziť zloženie prachu, a teda zloženie planéty. “
V nadchádzajúcich desaťročiach budú astronómovia študovať extra solárne planéty s nástrojmi na zvýšenie citlivosti a sily v nádeji, že nájdu náznaky života. Vzhľadom na čas by bolo možné vyhľadávať biologické podpisy v troskách okolo exoplanet vytvorených dopadmi asteroidov spolu s hľadačmi atmosférických biosignatov.
Vďaka týmto dvom metódam budú vedci schopní s väčšou istotou povedať, že vzdialené planéty sú schopné nielen podporovať život, ale aktívne to robia!
