Kuinka ymmärtää sopii planeetta elämään? Teleskooppeja, jotka pystyvät näkemään elävän olennon toisella planeetalla, vaikka se olisi hyvin suuri, ei odoteta lähitulevaisuudessa.
Ensimmäinen asia, joka tulee mieleen, on se, onko planeetan lämpötila oikea, jotta vettä voi olla siinä nestemäisessä tilassa. Näin syntyi käsite "asuttava alue". Tähtitieteilijät etsivät ja löytävät planeettoja eri tähtiä asuttavilla alueilla.
Ja tietenkin, on erittäin tärkeää ymmärtää, onko planeetalla elämää varten välttämättömiä aineita. Esimerkiksi Saturnuksen kuu-Titanin rikas kemia saa tutkijat epäilemään, että elämä on jo olemassa nyt tai saattaa syntyä tulevaisuudessa. Tämän elämän potentiaalisen vaurauden vuoksi edelleen toimiva Cassini-laite tuhottiin.
Mutta et voi lähettää kemiallisilla analysaattoreilla varustettua koetinta vieraan tähden planeetalle (ainakaan ei vielä). Kuinka sitten tunnet kaukaisen maailman kemian? Tietenkin tutkimalla kaukaiselta planeetalta tulevan säteilyn spektriä. (Muuten, tämä oli tapa, jolla Hubble löysi vettä maapallon kaltaisilta planeetoilta niin kauan sitten.) Lisäksi ei pitäisi etsiä näkyvältä alueelta. Infrapunatähtitiede, josta puhuttiin äskettäin, auttaa paljon tehokkaammin tässä asiassa.
Monilla kemiallisilla yhdisteillä on omat "allekirjoituksensa" infrapuna-alueella - "piikit" ja "upotukset" spektrikaaviossa (vastaa tietyn aallonpituuden säteilyä ja säteilyn absorptiota ja samanlaisia kuin ohuet viivat). Tarvittavat aineet voidaan tunnistaa näistä jälkeistä.
Tietenkin tutkijoita kiinnostavat ensisijaisesti happi, metaani, otsoni, vesihöyry, hiilidioksidi ja typpioksidi (N2O). Muuten, elävät organismit tekivät kerran "happivallankumouksen" maan päällä. Näiden kaasujen linjoja on kuitenkin vaikea tarkkailla, se vaatii useita päiviä havaintoaikaa. Ja tähtitieteilijöillä on aina pulaa, koska työkaluja ja rahoitusta on paljon vähemmän kuin mielenkiintoisia tehtäviä.
NASAn Vladimir Airapetianin johtama tutkijaryhmä on ehdottanut uutta tapaa etsiä asutusta kemiaa käyttäviä planeettoja. Se käyttää "allekirjoituksia", jotka on paljon helpompi havaita. Mutta kuten tavallisesti, on jokin vivahdus: ne ilmestyvät vain tähti myrskyjen takia.
Mainosvideo:
Kirjoitimme yksityiskohtaisesti sepelvaltimoiden massan ejektioista, joihin aurinko säännöllisesti "sylkee". Magneettikentänsä takia niillä ei ole juurikaan vaikutusta maahan (muuten, Mars oli vähemmän onnekas). Mutta tämä johtuu siitä, että valaistumme on kypsä ja rauhallinen.
Nuorten aktiivisten tähtien, jotka ovat samanlaisia kuin aurinko tai hieman kylmempiä (spektrin luokat G ja K), on voimakkaampi ja useampi poistuminen. Siksi varautuneet hiukkaset, jotka murtautuvat planeetan ilmakehään, voivat tehdä ryöstöä siihen. Tähän uusi menetelmä luottaa.
Tähtituulen hiukkasten vaikutuksesta vesimolekyylit (H2O) muuttuvat hydroksyylimolekyyleiksi (OH-). Samanaikaisesti ilmakehän typpi hapetetaan sen monoksidiksi (NO). Näillä kahdella aineella on erittäin selkeät infrapuna-allekirjoitukset.
Onko niitä tarpeeksi, jotta ne voidaan "nähdä" maapallolta? Vastatakseen tähän kysymykseen tutkijat mukauttivat mallia, jota on käytetty ilmakehän fysiikassa vuosikymmenien ajan. Tämä malli ennustaa maapallon otsonikerroksen reaktion koronan massapäästöihin. Hayrapetyan-ryhmä onnistui mukauttamaan sen uuteen tehtävään. Lisäksi tekijät käyttivät tietoa TIMED-avaruusaluksesta, joka tutkii maan ilmakehän koostumusta ja lämpötilaa.
Tietokonemallinnus "avaruus" -tietoa käyttämällä on osoittanut, että Maan kaltaisen planeetan ilmakehässä, joka pyörii aktiivisen tähden ympärillä, muodostuu paljon "signaaliaineita". Niin monta, että vain 15-25 senttimetrin halkaisijan omaava infrapuna-kaukoputki pystyi erottamaan ne lähellä olevien eksoplaneettojen ilmakehässä kahden tunnin havainnoinnissa.
Tällainen signaali tarkoittaisi, että planeetalla on happea, typpeä (proteiinien tärkein komponentti) ja vesihöyryä, ja jopa ilmakehän paine on lähellä maapallon. Tämä tarkoittaa, että sellainen maailma voi olla asuttu.
Jos signaali on kuitenkin liian voimakas, tämä ei ole hyvä. Loppujen lopuksi tämä tarkoittaa, että planeetalla ei ole magneettikenttää, joka pidättäisi melkein kaiken tähtituulen (ja tämä on välttämätöntä, jotta planeetan elävät olennot eivät kuole säteilystä). Siksi "maltillinen" signaali osoittaa, että planeetta on sopiva elämälle.
Tieteellinen artikkeli tutkimuksen tuloksista julkaistiin Science Reports -lehdessä.