Măsurarea presiunii atmosferice a unui exoplanet îndepărtat poate părea o sarcină descurajantă, dar astronomii de la Universitatea Washington au dezvoltat acum o nouă tehnică pentru a face acest lucru.
Când descoperirile exoplanetelor au început să se rostogolească, astronomii au pus accentul pe găsirea planetelor în zona locuibilă - banda din jurul unei stele în care apa nu îngheață și nici nu fierbe. Dar caracterizarea mediului și a locuinței unui exoplanet nu depinde numai de temperatura suprafeței planetei.
Presiunea atmosferică este la fel de importantă pentru a măsura dacă suprafața unui exoplanet poate deține sau nu apă lichidă. Oricine este familiarizat cu campingul la o altitudine mare ar trebui să înțeleagă bine modul în care presiunea afectează punctul de fierbere al apei.
Metoda dezvoltată de Amit Misra, doctorand, implică izolarea „dimerilor” - perechi de molecule legate, care tind să se formeze la presiuni mari și densități în atmosfera unei planete - să nu fie confundate cu „monomeri”, care sunt pur și simplu plutitori liberi molecule. Deși există multe tipuri de dimeri, echipa de cercetare s-a concentrat exclusiv pe moleculele de oxigen, care sunt legate temporar între ele prin legarea de hidrogen.
Putem detecta indirect dimeri în atmosfera unui exoplanet atunci când exoplaneta trece în fața stelei gazdă. Pe măsură ce lumina stelei trece printr-un strat subțire din atmosfera planetei, dimerii absorb anumite lungimi de undă ale acesteia. Odată ce lumina stelară ajunge pe Pământ, este imprimată amprentele chimice ale dimerilor.
Dimerele absorb lumina într-un model distinctiv, care are de obicei patru vârfuri datorită mișcării de rotație a moleculelor. Dar cantitatea de absorbție se poate modifica în funcție de presiunea și densitatea atmosferică. Această diferență este mult mai accentuată în dimeri decât în monomeri, permițând astronomilor să obțină informații suplimentare despre presiunea atmosferică pe baza raportului dintre aceste două semnături.
În timp ce diferele de apă au fost detectate în atmosfera Pământului încă de anul trecut, telescoape puternice în curând să vină online pot permite astronomilor să utilizeze această metodă în observarea exoplanetelor îndepărtate. Echipa a analizat probabilitatea de a folosi Telescopul spațial James Webb pentru a face o astfel de detectare și a găsit-o dificilă, dar posibilă.
Detectarea dimerilor în atmosfera unui exoplanet nu ne va ajuta doar să evaluăm presiunea atmosferică și, prin urmare, starea apei la suprafață, dar și alți markeri de biosignatură. Oxigenul este direct legat de fotosinteză și cel mai probabil nu va fi abundent în atmosfera unui exoplanet decât dacă este produs în mod regulat de alge sau alte plante.
„Deci, dacă găsim o planetă țintă bună și puteți detecta aceste molecule dimer - care ar putea fi posibile în următorii 10-15 ani - asta nu numai că vă va spune ceva despre presiune, dar vă spun de fapt că există viață pe această planetă. ", A spus Misra într-un comunicat de presă.
Lucrarea a fost publicată în numărul din februarie al Astrobiologiei și este disponibilă pentru descărcare aici.
