Měření atmosférického tlaku vzdáleného exoplanetu se může jevit jako skličující úkol, ale astronomové z University of Washington nyní vyvinuli novou techniku, jak toho dosáhnout.
Když se poprvé objevily objevy exoplanet, astronomové kladli důraz na nalezení planet v obytné zóně - pás kolem hvězdy, kde voda nezamrzla ani nevřela. Ale charakterizace prostředí a obývatelnosti exoplanety nezávisí pouze na povrchové teplotě planety.
Atmosférický tlak je stejně důležitý při měření, zda povrch exoplanety pravděpodobně drží kapalnou vodu. Každý, kdo je obeznámen s kempováním ve vysokých nadmořských výškách, by měl dobře rozumět tomu, jak tlak ovlivňuje bod varu vody.
Metoda, kterou vyvinula Amit Misra, kandidát PhD, zahrnuje izolaci „dimerů“ - vázaných párů molekul, které mají tendenci se vytvářet při vysokých tlacích a hustotách v atmosféře planety - neměly by se zaměňovat s „monomery“, které jsou jednoduše volně plovoucí molekuly. I když existuje mnoho typů dimerů, výzkumný tým se zaměřil výhradně na molekuly kyslíku, které jsou dočasně navzájem vázány vodíkovou vazbou.
Můžeme nepřímo detekovat dimery v atmosféře exoplanet, když se exoplanet pohybuje před hostitelskou hvězdou. Jak světlo hvězdy prochází tenkou vrstvou atmosféry planety, dimery absorbují určité vlnové délky. Jakmile hvězdné světlo dosáhne Země, je potištěno chemickými otisky prstů dimerů.
Dimery absorbují světlo ve výrazném vzoru, který má obvykle čtyři vrcholy v důsledku rotačního pohybu molekul. Množství absorpce se však může měnit v závislosti na atmosférickém tlaku a hustotě. Tento rozdíl je mnohem výraznější u dimerů než u monomerů, což umožňuje astronomům získat další informace o atmosférickém tlaku na základě poměru těchto dvou podpisů.
Zatímco v zemské atmosféře byly detekovány vodní dimery již v loňském roce, astronomové mohou tuto metodu využít k pozorování vzdálených exoplanet, a to brzy, až se objeví online dalekohled. Tým analyzoval pravděpodobnost použití kosmického dalekohledu James Webb k provedení takové detekce a zjistil, že je to náročné, ale možné.
Detekce dimerů v atmosféře exoplanet by nám nejen pomohla vyhodnotit atmosférický tlak, a tedy stav vody na povrchu, ale také další markery biologického podpisu. Kyslík je přímo vázán na fotosyntézu a pravděpodobně nebude hojný v atmosféře exoplanet, pokud není pravidelně produkován řasami nebo jinými rostlinami.
"Takže pokud najdeme dobrou cílovou planetu a ty dokážete detekovat tyto dimerní molekuly - což by mohlo být možné během příštích 10 až 15 let - to by vám nejen řeklo něco o tlaku, ale ve skutečnosti vám řekneme, že na této planetě je život , “Řekla Misra v tiskové zprávě.
Příspěvek byl publikován v únorovém vydání Astrobiologie a je ke stažení zde.
