Merjenje atmosferskega tlaka oddaljenega eksoplaneta se morda zdi zastrašujoča naloga, vendar so astronomi na Univerzi v Washingtonu razvili novo tehniko za to.
Ko so se odkritja eksoplanetov začela pojavljati, so astronomi dali poudarek na iskanju planetov znotraj bivalnega območja - pasu okoli zvezde, kjer voda ne zmrzne in ne vre. Toda karakterizacija okolja in bivalnosti eksoplaneta ni odvisna samo od površinske temperature planeta.
Atmosferski tlak je prav tako pomemben pri merjenju, ali površina eksoplaneta verjetno vsebuje tekočo vodo. Vsakdo, ki pozna kampiranje na visoki nadmorski višini, bi moral dobro razumeti, kako pritisk vpliva na vrelišče vode.
Metoda, ki jo je razvil Amit Misra, doktorski kandidat, vključuje izolacijo 'dimerov' - povezanih parov molekul, ki se nagibajo k tvorbi pri visokih tlakih in gostotah v atmosferi planeta - ne smemo jih zamenjati z 'monomeri', ki so preprosto prosto lebdeči. molekule. Čeprav obstaja veliko vrst dimerov, se je raziskovalna skupina osredotočila izključno na molekule kisika, ki so med seboj začasno vezane z vodikovimi vezmi.
Posredno lahko zaznamo dimerje v atmosferi eksoplaneta, ko eksoplanet prehaja pred svojo zvezdo gostiteljico. Ko svetloba zvezde prehaja skozi tanko plast atmosfere planeta, dimeri absorbirajo določene njene valovne dolžine. Ko zvezdna svetloba doseže Zemljo, je vtisnjena s kemičnimi prstnimi odtisi dimerjev.
Dimeri absorbirajo svetlobo v značilnem vzorcu, ki ima običajno štiri vrhove zaradi rotacijskega gibanja molekul. Toda količina absorpcije se lahko spremeni glede na atmosferski tlak in gostoto. Ta razlika je veliko bolj izrazita pri dimerih kot pri monomerih, kar omogoča astronomom, da pridobijo dodatne informacije o atmosferskem tlaku na podlagi razmerja teh dveh podpisov.
Medtem ko so bili vodni dimerji v Zemljini atmosferi odkriti že lani, lahko zmogljivi teleskopi, ki bodo kmalu na spletu, astronomom omogočijo uporabo te metode pri opazovanju oddaljenih eksoplanetov. Skupina je analizirala verjetnost uporabe vesoljskega teleskopa James Webb za takšno odkrivanje in ugotovila, da je to zahtevno, a možno.
Odkrivanje dimerov v atmosferi eksoplaneta nam ne bi pomagalo le pri oceni atmosferskega tlaka in s tem stanja vode na površini, temveč tudi drugih označevalcev biosignature. Kisik je neposredno vezan na fotosintezo in najverjetneje ne bo v izobilju v ozračju eksoplaneta, razen če ga redno proizvajajo alge ali druge rastline.
'Če torej najdemo dober ciljni planet in bi lahko odkrili te dimerne molekule - kar bi bilo mogoče v naslednjih 10 do 15 letih - vam to ne bi samo povedalo nekaj o pritisku, ampak bi vam dejansko povedalo, da na tem planetu obstaja življenje ,” je dejal Misra v sporočilu za javnost.
Članek je bil objavljen v februarski številki Astrobiology in je na voljo za prenos tukaj.
