Nākamais lielais kosmosa teleskops varētu noteikt Zemei līdzīgu skābekļa līmeni uz eksoplanētām

Ūdeni nesoša eksoplaneta ar skābekli. NASA/GSFC/Friedlander-Griswold

Zinātnieki kopumā ir vienisprātis, ka labākā ārpuszemes dzīvības atrašanas stratēģija ir meklēt pasauli, kuras apstākļi ir līdzīgi Zemes apstākļiem, tostarp atmosfēras skābeklis, ko varētu ražot organismi, kas veic fotosintēzi. Taču pašreizējie instrumenti, ko izmanto, lai pētītu potenciāli apdzīvojamas eksoplanetas, ir nožēlojami slikti aprīkoti, lai atrastu šādus biosignatūras.

Tagad jauns pētījums liecina, ka pēc nedaudz vairāk nekā gada mēs varētu būt labā ceļā, lai sašaurinātu dzīves meklējumus citā pasaulē.

Ir tikai daži lielāki jautājumi par “Vai dzīvība pastāv uz citām planētām, izņemot Zemi?” saka pētījuma līdzautors Edvards Švītermans no Kalifornijas universitātes. Tā kā skābeklis ir saistīts ar dzīvību uz Zemes, mēs zinām, ka ir svarīgi to meklēt uz eksoplanētām.

Pētījumā, ko vadīja NASA zinātnieki un publicēts Dabas astronomija šodien izceļ intriģējošu jaunu veidu, kā gaidāmo Džeimsa Veba kosmosa teleskopu varētu izmantot skābekļa noteikšanai un mērīšanai uz eksoplanētām. Teleskopam, kuru pēc vairākām aizkavēšanās bija paredzēts palaist 2021. gadā, vienmēr bija paredzēts pētīt eksoplanetu skābekli, taču šie jaunie atklājumi paplašina šīs iespējas tā, kā neviens iepriekš nebija sapratis, ka tas ir iespējams.

Turklāt šī jaunā tehnika varētu palīdzēt mums labāk noskaidrot, cik daudz skābekļa satur cita pasaule. Ja planētas skābekļa līmenis ir līdzīgs Zemei, tas palielina iespēju, ka šo līmeni var izraisīt arī bioloģija. (Lai gan tas noteikti nenovērš šī skābekļa nebioloģiska izcelsme .)

Pirms šī pētījuma zinātnieki bija identificējuši trīs galvenos viļņu garumus elektromagnētiskajā spektrā (vienu redzamajā spektrā un divus tuvu infrasarkano staru), kurus varēja novērot, lai noteiktu skābekļa klātbūtni. Bet lielās koncentrācijās, piemēram, uz Zemes, skābekļa molekulas iekļūst lietās daudz biežāk. Šīs sadursmes izstaro signālus, kurus nevar novērot, izmantojot šos trīs viļņu garumus, padarot tos nepiemērotus blīvāka, bagātīgāka skābekļa līmeņa noteikšanai, kas, visticamāk, būtu saistīts ar bioloģisko aktivitāti.

Jaunais pētījums nosaka viļņa garumu vidējā infrasarkanajā līmenī, ko var izmantot, lai noteiktu skābekļa molekulu sadursmes gan ar skābekli, gan ar citām gāzes molekulām. Pētījuma autori ierosina, ka JWST vidējais infrasarkanais instruments zemas izšķirtspējas spektrometrs (MIRI LRS) varētu meklēt skābekli šajā viļņa garumā ap eksoplanētām, kas šķērso savas saimniekzvaigznes.

Šī metode, iespējams, ļautu mums noteikt Zemei līdzīgu skābekļa līmeni daudzās zvaigžņu sistēmās, kas atrodas mazāk nekā 16 gaismas gadu attālumā. Attālākās sistēmās tas varētu noteikt līmeņus, kas ir vairākas reizes augstāki nekā uz Zemes.

Tā kā mēs varam noteikt skābekli, kas saduras arī ar citām gāzes molekulām, metodei vajadzētu ļaut mums sīkāk uzzināt par atmosfēras ķīmiju kopumā un to, vai tas ir pakļauts dzīvībai, vai to var būt veidojusi pagātnes vai pašreizējā ārpuszemes dzīvība. Piemēram, Švītermans norāda, ka skābekļa īpašības, kas mērītas līdzās atmosfēras metānam, liecina par bioķīmiskiem procesiem uz virsmas, kas ir līdzīgi tiem, kas atrodami uz Zemes.

Švītermans ierosina, ka vislabākās eksoplanētas, ko pētīt ar šo metodi, ir tās, kas riņķo ap M pundurzvaigznēm, kas ierindo planētas TRAPPIST-1 sistēmā saraksta augšgalā. Četrdesmit gaismas gadu attālumā TRAPPIST-1 ir vairākas eksoplanētas, kas varētu uzturēt dzīvību, tostarp trīs, kas atrodas tieši apdzīvojamajā zonā. Vismaz mēs varam izmantot vidējo infrasarkano staru joslu, lai noskaidrotu, vai skābeklis, ko esam pamanījuši uz tālās eksoplanētas, ir kaut kas, par ko aizrauties.

paslēpties