În ultimii ani, numărul planetelor extra-solare confirmate a crescut exponențial. În ceea ce privește crearea articolului, un total de 3.777 de exoplanete au fost confirmate în 2.817 sisteme stelare, cu încă 2.737 de candidați în așteptarea confirmării. Mai mult decât atât, numărul planetelor terestre (adică stâncoase) a crescut constant, crescând probabilitatea ca astronomii să găsească dovezi de viață dincolo de Sistemul nostru solar.
Din păcate, tehnologia nu există încă pentru a explora aceste planete direct. Drept urmare, oamenii de știință sunt nevoiți să caute ceea ce sunt cunoscute sub numele de „biosignature”, un produs chimic sau un element care este asociat cu existența vieții trecute sau prezente. Potrivit unui nou studiu realizat de o echipă internațională de cercetători, o modalitate de a căuta aceste semnături ar fi examinarea materialului evacuat de pe suprafața exoplanetelor în timpul unui eveniment de impact.
Studiul - intitulat „Căutarea biosignaturilor în ejectarea cu impact exoplanetar”, a fost publicat în revista științifică Astrobiologia și recent a apărut online. Acesta a fost condus de Gianni Cataldi, un cercetător al Centrului de Astrobiologie al Universității din Stockholm. I s-au alăturat oameni de știință din LESIA-Observatoire de Paris, Institutul de Cercetare din Sud-Vest (SwRI), Institutul Regal de Tehnologie (KTH) și Centrul European de Cercetare și Tehnologie Spațială (ESA / ESTEC).
După cum indică în studiul lor, majoritatea eforturilor de caracterizare a biosferelor exoplanetice s-au concentrat pe atmosfera planetelor. Aceasta constă în căutarea dovezilor de gaze care sunt asociate cu viața aici pe Pământ - de ex. dioxid de carbon, azot etc. - precum și apă. După cum a spus Cataldi pentru Space Magazine prin e-mail:
„Știm de pe Pământ că viața poate avea un impact puternic asupra compoziției atmosferei. De exemplu, tot oxigenul din atmosfera noastră este de origine biologică. De asemenea, oxigenul și metanul sunt puternic în afara echilibrului chimic din cauza prezenței vieții. În prezent, nu este încă posibilă studierea compoziției atmosferice a exoplanetelor similare Pământului, cu toate acestea, se estimează că o astfel de măsurare va deveni posibilă în viitorul previzibil. Astfel, biosemnaturile atmosferice sunt modalitatea cea mai promițătoare de a căuta viața extraterestră. ”
Cu toate acestea, Cataldi și colegii săi au considerat posibilitatea de a caracteriza locuința unei planete, căutând semne de impact și examinând ejecta. Unul dintre avantajele acestei abordări este faptul că ejecta scapă de corpurile de gravitație inferioară, cum ar fi planetele și lunile stâncoase, cu cea mai mare ușurință. Atmosfera acestor tipuri de corpuri este, de asemenea, foarte dificil de caracterizat, astfel încât această metodă ar permite caracterizarea care altfel nu ar fi posibilă.
Și după cum a indicat Cataldi, ar fi de asemenea complementar abordării atmosferice în mai multe feluri:
„În primul rând, cu cât este mai mic exoplaneta, cu atât este mai dificil să studiezi atmosfera. Dimpotrivă, exoplanetele mai mici produc cantități mai mari de ejecte care scapă, deoarece gravitatea lor de suprafață este mai mică, ceea ce face ca ejecta din exoplaneta mai mică să fie mai ușor de detectat. În al doilea rând, când ne gândim la biosignaturi în ejectarea impactului, ne gândim în primul rând la anumite minerale. Acest lucru se datorează faptului că viața poate influența mineralogia unei planete, fie indirect (de exemplu, schimbând compoziția atmosferei și permițând astfel formarea de noi minerale), fie direct (prin producerea de minerale, de exemplu, scheletele). Ejecta de impact ne-ar permite astfel să studiem un alt fel de biosemnatură, complementară semnăturilor atmosferice. "
Un alt beneficiu al acestei metode este faptul că profită de studii existente care au examinat impactul coliziunilor dintre obiectele astronomice. De exemplu, s-au efectuat mai multe studii care au încercat să limiteze impactul uriaș despre care se crede că a format sistemul Pământ-Lună în urmă cu 4.5 miliarde de ani (de asemenea, ipoteza impactului gigant).
Deși se crede că astfel de coliziuni uriașe au fost obișnuite în faza finală a formării planetei terestre (care durează aproximativ 100 de milioane de ani), echipa s-a concentrat pe impactul corpurilor asteroidale sau cometare, despre care se crede că au avut loc pe întreaga durată de viață a unui exoplanetar. sistem. Bazându-se pe aceste studii, Cataldi și colegii săi au fost capabili să creeze modele pentru ejectarea exoplanetelor.
După cum a explicat Cataldi, au utilizat rezultatele din literatura de cratere a impactului pentru a estima cantitatea de ejectă creată. Pentru a estima puterea semnalului discurilor de praf circumstanțiale create de ejecta, acestea au folosit rezultatele din discurile de resturi (adică analogi extrasolași din literatura principală a centurii de asteroizi din Sistemul Solar). În final, rezultatele s-au dovedit destul de interesante:
„Am constatat că un impact al unui corp cu diametrul de 20 km produce suficientă praf pentru a fi detectabil cu telescoape actuale (pentru comparație, dimensiunea impactului care a ucis dinozaurii în urmă cu 65 de milioane de ani este totuși de aproximativ 10 km). Cu toate acestea, studiul compoziției prafului evacuat (de exemplu, căutarea biosignaturilor) nu este la îndemâna telescoapelor actuale. Cu alte cuvinte, cu telescoapele actuale, am putea confirma prezența prafului evacuat, dar nu studierea compoziției acestuia. ”
Pe scurt, studierea materialului evacuat din exoplanete este la îndemâna noastră, iar capacitatea de a studia compoziția ei într-o zi va permite astronomilor să poată caracteriza geologia unui exoplanet - și să așeze astfel restricții mai exacte asupra capacității sale de locuit potențiale. În prezent, astronomii sunt nevoiți să facă ghiciri educate despre compoziția unei planete pe baza mărimii și masei sale aparente.
Din păcate, un studiu mai detaliat care ar putea determina prezența biosemnaturilor în ejecta nu este posibil în prezent și va fi foarte dificil chiar și pentru telescoapele de generație următoare. Telescopul spațial James Webb (JWSB) sau Darwin. Între timp, studiul ejectei din exoplanete prezintă câteva posibilități foarte interesante atunci când vine vorba de studii și caracterizare exoplanetă. După cum a indicat Cataldi:
„Studiind ejecta de la un eveniment de impact, am putea afla ceva despre geologia și locuința exoplanetei și poate detecta biosfera. Metoda este singura modalitate prin care știu să accesez sub-suprafața unui exoplanet. În acest sens, impactul poate fi văzut ca un experiment de foraj oferit de natură. Studiul nostru arată că praful produs într-un eveniment de impact este, în principiu, detectabil și că viitoarele telescoape ar putea să restricționeze compoziția prafului și, prin urmare, compoziția planetei. "
În deceniile următoare, astronomii vor studia planetele extra-solare cu instrumente de sensibilitate și putere crescândă, în speranța de a găsi indicii despre viață. În timp, căutarea biosignaturilor în resturile din jurul exoplanetelor create de impactul asteroizilor s-ar putea face în tandem cu căutătorii de biosignaturi atmosferice.
Cu aceste două metode combinate, oamenii de știință vor putea spune cu mai multă certitudine că planetele îndepărtate nu numai că sunt capabile să sprijine viața, dar o fac în mod activ!
