Příští velký vesmírný dalekohled by mohl zaznamenat hladiny kyslíku podobné Zemi na exoplanetách

Vodonosná exoplaneta s kyslíkem. NASA/GSFC/Friedlander-Griswold

Vědci se obecně shodují, že nejlepší strategií pro nalezení mimozemského života je hledat svět, který má podmínky podobné těm na Zemi, včetně atmosférického kyslíku, který by mohly produkovat organismy provozující fotosyntézu. Ale současné přístroje používané ke studiu potenciálně obyvatelných exoplanet jsou žalostně špatně vybavené k nalezení takových biologických podpisů.

Nyní nová studie naznačuje, že za něco málo přes rok bychom mohli být na dobré cestě zúžit hledání života na jiném světě.

Existuje jen málo větších otázek než „Existuje život na jiných planetách než na Zemi?“ říká spoluautor studie Edward Schwieterman z Kalifornské univerzity. Víme, že díky spojení kyslíku s životem na Zemi je důležité hledat na exoplanetách.

Studie vedená vědci z NASA a zveřejněno v Astronomie přírody dnes zdůrazňuje zajímavý nový způsob, jak by mohl být připravovaný vesmírný teleskop Jamese Webba použit k detekci a měření kyslíku na exoplanetách. Dalekohled, který měl být vypuštěn v roce 2021 po řadě zpoždění, měl vždy za úkol studovat exoplanetový kyslík, ale tato nová zjištění rozšiřují tyto schopnosti způsoby, o kterých si nikdo předtím neuvědomoval, že je to možné.

Navíc by nám tato nová technika mohla pomoci lépe zjistit, kolik kyslíku obsahuje jiný svět. Pokud má planeta hladiny kyslíku podobné jako na Zemi, zvyšuje to možnost, že tyto hladiny mohou být také ovlivněny biologií. (I když to rozhodně nevylučuje nebiologického původu tohoto kyslíku .)

Před touto studií vědci identifikovali tři hlavní vlnové délky na elektromagnetickém spektru (jedna ve viditelném spektru a dvě blízko infračervené), které bylo možné pozorovat za účelem identifikace přítomnosti kyslíku. Ale při vysokých koncentracích, jako jsou ty na Zemi, molekuly kyslíku narážejí do věcí mnohem častěji. Tyto srážky vysílají signály, které nelze pozorovat pomocí těchto tří vlnových délek, což je činí nevhodnými pro identifikaci hustších a hojnějších hladin kyslíku, které by pravděpodobněji souvisely s biologickou aktivitou.

Nová studie identifikuje vlnovou délku na střední infračervené úrovni, kterou lze použít k detekci srážek molekul kyslíku jak s kyslíkem, tak s jinými molekulami plynu. Autoři studie naznačují, že spektrometr MIRI LRS (Mid InfraRed Instrument Low Resolution Spectrometer) JWST by mohl hledat kyslík na této vlnové délce kolem exoplanet, které procházejí svými hostitelskými hvězdami.

Tato metoda by nám potenciálně umožnila detekovat hladiny kyslíku podobné Zemi v mnoha hvězdných systémech vzdálených méně než 16 světelných let. Ve vzdálenějších systémech by byl schopen detekovat úrovně několikanásobně vyšší než na Zemi.

Vzhledem k tomu, že dokážeme detekovat kyslík, který se také sráží s molekulami jiných plynů, měla by nám metoda umožnit dozvědět se o chemii atmosféry jako celku podrobněji a zda je přístupná životu nebo mohla být formována minulým nebo současným mimozemským životem. Například Schwieterman poukazuje na to, že kyslíkové vlastnosti měřené spolu s atmosférickým metanem by naznačovaly biochemické procesy na povrchu, které jsou podobné tomu, co se nachází na Zemi.

Schwieterman navrhuje, že nejlepší exoplanety ke studiu touto technikou jsou ty obíhající M trpasličí hvězdy, což řadí planety v systému TRAPPIST-1 na první místo v seznamu. Čtyřicet světelných let daleko má TRAPPIST-1 několik exoplanet, které by mohly podporovat život, včetně tří, které jsou přímo v obyvatelné zóně. Přinejmenším můžeme použít střední infračervené pásmo k tomu, abychom zjistili, zda je kyslík, který jsme zahlédli na vzdálené exoplanetě, něčím, čím bychom se měli nadchnout.

skrýt