Elumärgid? Miks see tulnuka maailma atmosfäär astronoome põnevaks teeb?

Elumärgid? Miks see tulnuka maailma atmosfäär astronoome põnevaks teeb?

Ajatempel: 13. september 2023 1:11

Kas me oleme üksi? See küsimus on peaaegu sama vana kui inimkond ise. Tänapäeval keskendub astronoomia küsimus elu leidmisele väljaspool meie planeeti. Kas me oleme liigi ja planeedina üksi? Või on elu kuskil mujal?

Tavaliselt inspireerib see küsimus nägemusi inimeste veidratest rohelistest versioonidest. Elu on aga midagi enamat kui ainult meie: loomad, kalad, taimed ja isegi bakterid on kõikvõimalikud asjad, mille kohta me kosmoses märke otsime.

Üks asi elu Maal on see, et see jätab jäljed atmosfääri keemilisesse koostisesse. Nii et sellised jäljed, mis on kaugelt nähtavad, on midagi, mida me tulnukaid jahtides otsime.

Ühendkuningriigi ja Ameerika Ühendriikide teadlased just teatasid mõned väga huvitavad keemilised jäljed planeedi nimega K2-18b atmosfääris, mis asub Maast umbes 124 valgusaasta kaugusel. Eelkõige võisid nad tuvastada aine, mida Maal toodavad ainult elusolendid.

Tutvuge Exoplanet K2-18b

K2-18b on huvitav eksoplaneet – planeet, mis tiirleb ümber teise tähe. See avastati 2015. aastal Kepleri kosmoseteleskoobi K2 missiooniga ja see on teatud tüüpi planeet, mida nimetatakse alam-Neptuuniks. Nagu arvatavasti arvasite, on need väiksemad kui Neptuun meie enda päikesesüsteemis.

Planeet on Maast umbes kaheksa ja pool korda raskem ning tiirleb ümber tähetüübi, mida nimetatakse punaseks kääbuseks ja mis on palju jahedam kui meie päike. Kuid K2-18b tiirleb oma tähele palju lähemal kui Neptuun – selles, mida me nimetame elamiskõlblik tsoon. See on ala, mis ei ole liiga kuum ega liiga külm, kus võib eksisteerida vedel vesi (selle asemel, et jääks külmuda või auruks keeda).

Maad nimetatakse kiviseks planeediks (arusaadavatel põhjustel), kuid alam-Neptuunid on gaasiplaneedid, mille atmosfäär on palju suurem ja sisaldab palju vesinikku ja heeliumi. Nende atmosfäär võib sisaldada ka muid elemente.

Mis toob meid elevuseni K2-18b ümber.

Kuidas atmosfäärist sõrmejälgi võtta

Planeedi avastas esmakordselt Kepleri kosmoseteleskoop, mis jälgis kaugeid tähti ja lootis, et planeedid nende eest mööduvad. Kui planeet meie ja tähe vahelt möödub, muutub täht hetkeks tuhmimaks – see annab meile teada, et planeet on olemas.

Mõõtes, kui suur on heleduse langus, kui kaua kulub planeedil tähe eest möödumiseks ja kui sageli see juhtub, saame arvutada planeedi suuruse ja orbiidi. See tehnika on suurepärane planeetide leidmisel, kuid see ei anna meile teavet nende atmosfääri kohta – see on oluline teave, et mõista, kas neil on elu või kas need on elamiskõlblikud.

NASA James Webbi kosmoseteleskoop - suur kosmoseteleskoop käivitati 2021. aasta lõpus – on nüüdseks jälginud ja mõõtnud selle eksoplaneedi atmosfääri.

Teleskoop tegi seda, mõõtes valguse värvi nii peeneks, et see suudab tuvastada konkreetsete aatomite ja molekulide jälgi. See protsess, mida nimetatakse spektroskoopiaks, on nagu elementide sõrmejälgede mõõtmine.

Diagramm, mis näitab erinevate lainepikkuste valguse neeldumist K2-18b atmosfääris ja millised lainepikkused vastavad erinevatele atmosfääri ainetele.
Eksoplaneedi K2-18b atmosfäär näitas tugevaid metaani ja süsihappegaasi märke, aga ka nõrka dimetüülsulfiidi märke. Pildi krediit: NASA / CSA / ESA / R. Crawford (STScI) / J. Olmsted (STScI) / N. Madhusudhan (Cambridge'i ülikool)

Igal elemendil ja molekulil on oma värvisignatuur. Kui saate vaadata värvisignatuuri, saate teha natuke detektiivitööd ja välja selgitada, millised elemendid või ühendid planeedil on.

Kuigi planeedil pole oma valgust, ootasid astronoomid, millal K2-18b selle tähe eest möödus ja planeedi atmosfääri läbides tähevalgust mõõtsid, võimaldades meeskonnal tuvastada atmosfääris olevate ainete sõrmejälgi.

Tulnukate merepeere?

Uues uuringus leiti palju süsinikdioksiidi ja metaani. See on huvitav, kuna see sarnaneb sellega, mida leidub meie päikesesüsteemis Maal, Marsil ja Veenusel – mitte Neptuunil.

Siiski leidis see ka väikese koguse dimetüülsulfiidi. Dimetüülsulfiid on huvitav molekul, mis koosneb süsinikust, vesinikust ja väävlist.

Maal on see üldiselt veidi haisev. Kuid see on ka eluga tihedalt seotud.

Ainus meile teadaolev protsess, mis tekitab meie planeedil dimetüülsulfiidi, on elu. Eelkõige eraldavad mereelustikud ja plankton seda gaaside kujul.

Nii et jah, teadlasi erutab võimalik tulnukate merepeerude idee. Kui see on tõeline. Ja eluga seotud.

Otsing jätkub

Kui Maal on dimetüülsulfiid seotud eluga, siis teistel planeetidel võib see olla kuidagi seotud geoloogiliste või keemiliste protsessidega.

Lõppude lõpuks on K2-18b midagi Neptuuni sarnast - planeet, millest me tegelikult palju ei tea. Alles eelmisel kuul avastasid teadlased selle pilved Neptuunil on tugevalt seotud päikese 11-aastasele tegevustsüklile. Meil on planeetide ja nende atmosfääri kohta palju õppida.

Samuti on dimetüülsulfiidi mõõtmine väga peen - mitte peaaegu nii tugev kui süsinikdioksiid ja metaan. See tähendab, et signaali tugevuse parandamiseks on vaja üksikasjalikumaid mõõtmisi.

Teised teleskoobid võivad vajada jõupingutusi. Tšiili väga suure teleskoobi instrumendid suudavad mõõta planeetide atmosfääri teiste tähtede ümber – nagu ka Austraalias Siding Springi observatooriumi Anglo Australian teleskoobi uus instrument nimega Veloce.

Ja uued kosmoseteleskoobid, nagu valmimisel olev Euroopa PLATO, aitavad meil ka võõrast atmosfääri paremini näha.

Ehkki dimetüülsulfiidi märgid K2-18b-l ei pruugi olla eluga seotud, on need siiski põnev väljavaade. Uurida on veel palju.

See artikkel avaldatakse uuesti Vestlus Creative Commonsi litsentsi all. Loe algse artikli.

Image Credit: NASA / CSA / ESA / J. Olmsted (STScI) / Teadus: N. Madhusudhan (Cambridge'i ülikool)

Ajatempel:

Veel alates Singulaarsuse keskus