V posledních letech se počet potvrzených extra solárních planet exponenciálně zvýšil. V okamžiku napsání článku bylo v 2 817 hvězdných systémech potvrzeno celkem 3 777 exoplanet, přičemž na potvrzení čeká dalších 2737 uchazečů. A co víc, počet pozemských (tj. Skalních) planet neustále rostl, což zvyšuje pravděpodobnost, že astronomové najdou důkazy o životě mimo naši sluneční soustavu.
Technologie bohužel dosud neexistuje pro přímé prozkoumání těchto planet. V důsledku toho jsou vědci nuceni hledat tzv. „Biosignatury“, chemickou látku nebo prvek, který je spojen s existencí minulého nebo současného života. Podle nové studie mezinárodního týmu vědců by jedním ze způsobů, jak hledat tyto podpisy, bylo prozkoumat materiál vystřelený z povrchu exoplanet během nárazové události.
Ve vědeckém časopise byla zveřejněna studie s názvem „Hledání biosignátů v ejpsu exoplanetárních dopadů“ Astrobiologie a nedávno se objevil online. Vedl jej Gianni Cataldi, výzkumník z astrobiologického centra Stockholmské univerzity. Připojili se k němu vědci z LESIA-Observatoire de Paris, Jihozápadního výzkumného institutu (SwRI), Královského technologického institutu (KTH) a Evropského vesmírného výzkumného a technologického centra (ESA / ESTEC).
Jak ukazují ve své studii, většina úsilí o charakterizaci biosfér exoplanet se zaměřila na atmosféru planet. To spočívá v hledání důkazů o plynech, které jsou spojeny se životem zde na Zemi - např. oxid uhličitý, dusík atd. - stejně jako voda. Jak Cataldi řekl časopisu Space Magazine e-mailem:
"Ze Země víme, že život může mít silný vliv na složení atmosféry." Například veškerý kyslík v naší atmosféře je biologického původu. Také kyslík a metan jsou silně mimo chemickou rovnováhu kvůli přítomnosti života. V současné době zatím není možné studovat atmosférické složení exoplanet podobných Zemi, ale očekává se, že takové měření bude možné v dohledné budoucnosti. Atmosférické biosignatury jsou tedy nejslibnějším způsobem hledání mimozemského života. “
Cataldi a jeho kolegové však zvažovali možnost charakterizovat obývatelnost planety hledáním známek dopadů a zkoumáním ejekty. Jednou z výhod tohoto přístupu je, že ejecta uniká s nižší gravitací, jako jsou skalnaté planety a měsíce, s největší lehkostí. Atmosféry těchto typů těl je také velmi obtížné charakterizovat, takže tato metoda by umožnila charakterizace, které by jinak nebyly možné.
A jak Cataldi naznačil, bylo by to také doplněno atmosférickým přístupem mnoha způsoby:
"Za prvé, čím menší je exoplanet, tím obtížnější je studovat jeho atmosféru." Naopak, menší exoplanety produkují větší množství unikajících ejekcí, protože jejich povrchová gravitace je nižší, což usnadňuje detekci ejekcí z menších exoplanet. Za druhé, když přemýšlíme o biologických podpisech v dopadové ejekci, myslíme především na určité minerály. Je to proto, že život může ovlivnit mineralogii planety buď nepřímo (např. Změnou složení atmosféry a tím umožněním tvorby nových minerálů), nebo přímo (vytvořením minerálů, např. Koster). Impact ejecta by nám tedy umožnil studovat jiný druh biologického podpisu, doplňující atmosférické podpisy. “
Další výhodou této metody je skutečnost, že využívá stávající studie, které zkoumaly dopady kolizí mezi astronomickými objekty. Například bylo provedeno několik studií, které se pokusily omezit obrovský dopad, o kterém se předpokládá, že vytvořil systém Země-Měsíc před 4,5 miliardami let (aka. Hypotéza obřího dopadu).
Zatímco se tyto obří srážky považovaly za běžné během závěrečné fáze formování pozemské planety (trvající přibližně 100 milionů let), tým se zaměřil na dopady asteroidálních nebo kometárních těl, o kterých se předpokládá, že se vyskytují po celou dobu života exoplanetární Systém. Spoléhat se na tyto studie, Cataldi a jeho kolegové byli schopní vytvořit modely pro exoplanet ejecta.
Jak vysvětlil Cataldi, použili výsledky z literatury o kráteru dopadu k odhadu množství vytvořené ejekce. K odhadu síly signálu disků s kruhovým prachem vytvořených ejektem použili výsledky z literatury o troskách (tj. Extrasolarních analogech hlavního asteroidního pásu) sluneční soustavy. Nakonec se výsledky ukázaly jako docela zajímavé:
"Zjistili jsme, že náraz těla o průměru 20 km produkuje dostatek prachu, aby byl detekovatelný se současnými dalekohledy (pro srovnání, velikost nárazového tělesa, který zabil dinosaury před 65 miliony let, je však asi 10 km)." Studium složení vypuzeného prachu (např. Hledání biosignátů) však není v dosahu současných dalekohledů. Jinými slovy, u současných dalekohledů bychom mohli potvrdit přítomnost vypuzeného prachu, ale neměli bychom studovat jeho složení. “
Stručně řečeno, studijní materiál vyhozen z exoplanet je v našem dosahu a schopnost studovat jeho složení jednou umožní astronomům, aby mohli charakterizovat geologii exoplanet - a tak klást přesnější omezení na jeho potenciální návaznost. V současné době jsou astronomové nuceni dělat vzdělané odhady o složení planety na základě její zjevné velikosti a hmotnosti.
Bohužel podrobnější studie, která by mohla stanovit přítomnost biosignátů v ejekci, není v současné době možná a bude velmi obtížná i pro dalekohledy nové generace, jako jsou James Webb Space Telescope (JWSB) nebo Darwin. Mezitím představuje studium ejektů z exoplanet některé velmi zajímavé možnosti, pokud jde o exoplanetové studie a jejich charakterizaci. Jak uvedl Cataldi:
"Studiem ejekce z nárazové události jsme se mohli dozvědět něco o geologii a obyvatelnosti exoplanety a potenciálně odhalit biosféru." Tato metoda je jediný způsob, jak vím, že mám přístup k podpovrchu exoplanety. V tomto smyslu lze dopad považovat za vrtný experiment poskytovaný přírodou. Naše studie ukazuje, že prach produkovaný při nárazu je v zásadě detekovatelný a budoucí dalekohledy by mohly omezit složení prachu, a tedy složení planety. “
V nadcházejících desetiletích budou astronomové studovat extra solární planety s nástroji zvyšující citlivost a sílu v naději, že najdou známky života. V daném čase by bylo možné hledat biosignatury v troskách kolem exoplanet vytvářených dopady asteroidů společně s pátrači pro atmosférické biosignatury.
Díky těmto dvěma metodám budou vědci schopni s větší jistotou říci, že vzdálené planety jsou nejen schopné podporovat život, ale aktivně to činí!
