_ Cercetătorii spionează pentru semne de viața printre atmosferele exoplanetelor

Următoarea generație de telescoape avansate ar putea ascuți căutarea potențialei vieți extraterestre, examinând îndeaproape atmosferele exoplanetelor din apropiere, sugerează o nouă cercetare.

Publicat recent în The Astronomical Journal, o lucrare detaliază modul în care o echipă de astronomi de la Universitatea de Stat din Ohio a examinat capacitatea viitoarelor telescoape de a detecta urme chimice de oxigen, dioxid de carbon, metan și apă pe 10 exoplanete stâncoase. Aceste elemente sunt biosemnături găsite și în atmosfera Pământului, care pot oferi dovezi științifice cheie ale vieții.

Studiul a constatat că pentru o pereche din aceste lumi din apropiere, Proxima Centauri b și GJ 887 b, aceste telescoape sunt extrem de adepte. la detectarea prezenței potențialelor biosemnături. Dintre cele două, descoperirile arată că numai pentru Proxima Centauri b aparatele ar fi capabile să detecteze dioxidul de carbon dacă acesta ar fi prezent. Deși nu s-a găsit nicio exoplanetă care să îngemăneze cu precizie condițiile timpurii de viață ale Pământului, această lucrare sugerează că, dacă este examinată mai în detaliu, astfel de Super Pământuri unice - planete mai masive decât Pământul, dar mai mici decât Neptun - ar putea fi o țintă potrivită pentru viitoarele misiuni de cercetare.

Pentru a promova căutarea planetelor locuibile, Huihao Zhang, autorul principal al studiului și senior în astronomie la Ohio State, și colegii săi au încercat, de asemenea, să determine eficacitatea instrumentelor specializate de imagistică precum James Webb Space. Telescopul (JWST) și alte telescoape extrem de mari (ELT), cum ar fi telescopul european extrem de mare, telescopul de treizeci de metri și telescopul gigant Magellan, pentru a vizualiza direct exoplanete.

„Nu orice planetă este potrivită pentru imagistica directă, dar de aceea simulările ne oferă o idee aproximativă despre ceea ce ar fi livrat ELT-urile și despre promisiunile pe care trebuie să le țină atunci când sunt construite”, a spus Zhang.

Metoda directă de imagistică a exoplanetelor. implică folosirea unui coronagraf sau a unui stelar pentru a bloca lumina unei stele gazdă, permițând oamenilor de știință să surprindă o imagine slabă a noii lumi pe orbită. Dar pentru că localizarea lor în acest fel poate fi dificilă și consumatoare de timp, cercetătorii și-au propus să vadă cât de bine ar putea face față provocării telescoapele ELT.

Pentru a face acest lucru, au testat abilitățile instrumentelor fiecărui telescop de a diferenția. zgomotul de fond universal de la zgomotul planetar pe care au urmărit să-l capteze în timp ce detectează biosemnăturile; numit raport semnal-zgomot, cu cât este mai mare, cu atât lungimea de undă a planetei poate fi detectată și analizată mai ușor.

Rezultatele au arătat că modul de imagine directă al unuia dintre instrumentele ELT europene, numit Imager-ul și spectrograful ELT cu infraroșu mediu, au avut performanțe mai bune pentru trei planete (GJ 887 b, Proxima b și Wolf 1061 c) la discernământul prezenței metanului, dioxidului de carbon și a apei, în timp ce sa de înaltă rezoluție unghiulară optică monolitică și integrală în infraroșu apropiat. Instrumentul cu spectrograf de câmp putea detecta metanul, dioxidul de carbon, oxigenul și apa, dar avea nevoie de mult mai mult timp de expunere.

În plus, deoarece aceste concluzii erau despre instrumente care vor trebui să privească prin ceața chimică a atmosferei Pământului. pentru a progresa în căutarea vieții cosmice, acestea au fost comparate cu capacitățile actuale ale JWST în spațiul cosmic, a spus Zhang.

„Este greu de spus dacă telescoapele spațiale sunt mai bune decât telescoapele de la sol, pentru că sunt diferite, " el a spus. „Au medii diferite, locații diferite, iar observațiile lor au influențe diferite”.

În acest caz, descoperirile au arătat că, în timp ce GJ 887 b este una dintre țintele cele mai potrivite pentru imagistica directă ELT, deoarece locația și dimensiunea sa au ca rezultat un raport semnal-zgomot deosebit de ridicat, pentru unele planete în tranzit. , cum ar fi sistemul TRAPPIST-1, tehnicile JWST pentru studierea atmosferelor planetare sunt mai potrivite pentru detectarea lor decât imagistica directă de la ELT-urile de pe Pământ.

Dar pentru că studiul a luat o ipoteză mai conservatoare cu datele , a spus Zhang, adevărata eficacitate a viitoarelor instrumente astronomice ar putea încă surprinde oamenii de știință. Iar contrastele subtile de performanță, aceste tehnologii puternice servesc la lărgirea înțelegerii noastre asupra universului și sunt menite să se completeze reciproc, a spus Ji Wang, coautor al studiului și profesor asistent în astronomie la Ohio State. De aceea, studii ca acesta, care evaluează limitele acestor tehnologii, sunt necesare, a spus el.

„Importanța simulării, în special pentru misiunile care costă miliarde de dolari, nu poate fi subliniată suficient”, a spus el. Wang. „Nu numai că oamenii trebuie să construiască hardware-ul, ci și ei încearcă din greu să simuleze performanța și să fie pregătiți să obțină acele rezultate glorioase.”

În toate probabilitățile, deoarece ELT-urile nu vor fi finalizate până când La sfârşitul deceniului, următorii paşi ai cercetătorilor se vor stabili în jurul simulării cât de bine vor folosi viitoarele instrumente ELT pentru a investiga complexitatea dovezilor de viaţă de pe planeta noastră.

„Vrem să vedem în ce măsură ne putem studia atmosfera până la detalii rafinate și câte informații putem extrage din ea”, a spus Wang. „Pentru că dacă nu putem răspunde la întrebările privind locuibilitatea cu atmosfera Pământului, atunci nu avem cum să începem să răspundem la aceste întrebări în jurul altor planete.”

(Fluierul)