Измерването на атмосферното налягане на далечна екзопланета може да изглежда като обезсърчаваща задача, но астрономите от Университета на Вашингтон вече са разработили нова техника да правят точно това.
Когато откритията на екзопланети за пръв път започнаха да се търкалят, астрономите поставиха акцент в намирането на планети в обитаемата зона - лентата около звезда, където водата нито замръзва, нито кипи. Но характеризирането на околната среда и обитаемостта на екзопланета не зависи само от повърхностната температура на планетата.
Атмосферното налягане е също толкова важно за измерване дали повърхността на екзопланета може да съдържа течна вода или не. Всеки, запознат с къмпингуването на голяма надморска височина, трябва да има добро разбиране как налягането влияе на точката на кипене на водата.
Методът, разработен от Амит Мисра, кандидат на доктора, включва изолиране на „димери“ - свързани двойки молекули, които са склонни да се образуват при високо налягане и плътност в атмосферата на планетата - да не се бъркат с „мономери“, които са просто плаващи молекули. Въпреки че има много видове димери, изследователският екип се фокусира изключително върху кислородните молекули, които временно се свързват една с друга чрез водородна връзка.
Можем индиректно да открием димери в атмосферата на екзопланета, когато екзопланетата преминава пред хост звездата. Когато светлината на звездата преминава през тънък слой от атмосферата на планетата, димерите поглъщат определени дължини на вълната от нея. След като звездната светлина достигне Земята, тя се отпечатва с химическите отпечатъци на димерите.
Димерите поглъщат светлина по отличителен модел, който обикновено има четири пика поради въртеливото движение на молекулите. Но количеството на абсорбция може да се промени в зависимост от атмосферното налягане и плътността. Тази разлика е много по-изразена в димерите, отколкото при мономерите, което позволява на астрономите да получат допълнителна информация за атмосферното налягане въз основа на съотношението на тези две сигнатури.
Докато водните димери бяха открити в земната атмосфера още през миналата година, мощните телескопи, които скоро ще излязат онлайн, могат да дадат възможност на астрономите да използват този метод при наблюдение на далечни екзопланети. Екипът анализира вероятността да се използва космическият телескоп James Webb, за да направи такова откриване и намери, че това е предизвикателство, но възможно.
Откриването на димери в атмосферата на екзопланета не само ще ни помогне да оценим атмосферното налягане и следователно състоянието на водата на повърхността, но и други маркери за биосигнатура. Кислородът е пряко свързан с фотосинтезата и най-вероятно няма да бъде в изобилие в атмосфера на екзопланета, освен ако редовно се произвежда от водорасли или други растения.
„Така че, ако намерим добра целева планета и бихте могли да откриете тези димерни молекули - което би могло да бъде възможно през следващите 10 до 15 години - това не само ще ви каже нещо за натиска, но всъщност ще ви каже, че на тази планета има живот ", Каза Мисра в съобщение за пресата.
Документът е публикуван в февруарския брой на Astrobiology и е достъпен за изтегляне тук.
