Как да разбера дали една планета е подходяща за живот? Телескопи, способни да видят живо същество на друга планета, дори и да е много голяма, не се очаква в близко бъдеще.
Първото нещо, което идва на ум е дали температурата на планетата е подходяща, за да може водата да съществува върху нея в течно състояние. Така се появи концепцията за "обитаема зона". Астрономите търсят и намират планети в обитаемите зони на различни звезди.
И, разбира се, е много важно да разберем дали има вещества, необходими за живота на планетата. Например, богатата химия на лунния титан на Сатурн кара учените да подозират, че животът вече е там или може да възникне в бъдеще. В името на потенциалния просперитет на този живот все още функциониращият апарат Касини беше дори унищожен.
Но не можете да изпратите сонда с химически анализатори до планетата на извънземна звезда (поне още не). Как тогава знаете химията на далечния свят? Разбира се, като изследваме спектъра на радиация, идваща от далечна планета. (Между другото, това беше начинът Хъбъл да открие вода на планети, подобни на земята, не толкова отдавна.) Освен това човек не трябва да търси във видимия обхват. Инфрачервената астрономия, за която говорихме наскоро, е много по-ефективна за подпомагане в тази област.
Много химични съединения имат свой собствен "подпис" в инфрачервения диапазон - "пикове" и "потапяния" в спектралната графика (съответстващи на излъчване и абсорбция на радиация с определена дължина на вълната и подобни на тънки линии). Именно по тези следи могат да бъдат идентифицирани необходимите вещества.
Разбира се, учените се интересуват предимно от кислород, метан, озон, водни пари, въглероден диоксид и азотен оксид (N2O). Между другото, живите организми някога направиха „кислородната революция“на Земята. Трудно е обаче да се наблюдават линиите на тези газове, това изисква много дни време за наблюдение. А астрономите винаги са в недостиг, защото има много по-малко инструменти и финансиране, отколкото интересни задачи.
Екип от учени начело с Владимир Айрапетян от НАСА предложи нов начин за търсене на планети с обитаема химия. Той използва "подписи", които са много по-лесни за откриване. Но, както обикновено, има нюанс: те се появяват само поради звездни бури.
Промоционално видео:
Подробно писахме за изхвърлянията на короналната маса, с които Слънцето редовно „плюе“. Поради магнитното си поле те имат малък ефект върху Земята (между другото, Марс имаше по-малко късмет). Но това е така, защото светилото ни е зряло и спокойно.
Младите активни звезди, подобни на Слънцето или малко по-студени (спектрални класове G и K), имат по-силни и по-чести изхвърляния. Следователно заредените частици, прониквайки в атмосферата на планетата, са в състояние да направят шумолене в нея. На това разчита новият метод.
Под действието на звездни частици на вятъра водните молекули (H2O) се превръщат в хидроксилни молекули (OH-). В същото време атмосферният азот се окислява до своя моноксид (NO). Тези две вещества имат много ясни инфрачервени сигнали.
Има ли достатъчно от тях, за да бъдат „видени“от Земята? За да отговорят на този въпрос, изследователите адаптират модел, който се използва в атмосферата физика от десетилетия. Този модел прогнозира реакцията на озоновия слой на Земята на короновите масови емисии. Групата на Хайрапетян успя да го адаптира към новата задача. Освен това авторите са използвали данни от космическия кораб TIMED, който изучава състава и температурата на земната атмосфера.
Компютърното моделиране с използването на „космически“данни показа, че в атмосферата на планета, подобна на Земята, но въртяща се около активна звезда, се образуват много „сигнални вещества“. Толкова много, че инфрачервен телескоп с диаметър само 15-25 сантиметра би могъл да ги различи в атмосферата на близките екзопланети за два часа наблюдение.
Такъв сигнал би означавал, че кислородът, азотът (най-важният компонент на протеините) и водната пара присъстват на планетата и дори атмосферното налягане е близо до земното. Това означава, че такъв свят може да бъде обитаван.
Ако обаче сигналът е прекалено силен, това не показва нищо добре. В крайна сметка това означава, че планетата няма магнитно поле, което би задържало почти целия звезден вятър (и това е необходимо, за да не умрат живи същества на планетата от радиация). Следователно "умерен" сигнал показва, че планетата е подходяща за живот.
Научна статия с резултатите от изследването беше публикувана в списанието Scientific Reports.