Znaki życia? Dlaczego atmosfera tego obcego świata ekscytuje astronomów

Znaki życia? Dlaczego atmosfera tego obcego świata ekscytuje astronomów

Znacznik czasu: 13 września 2023 1:11

Czy jesteśmy sami? To pytanie jest prawie tak stare, jak sama ludzkość. Dzisiaj pytanie w astronomii koncentruje się na znalezieniu życia poza naszą planetą. Czy jesteśmy sami jako gatunek i planeta? A może istnieje życie gdzieś indziej?

Zwykle pytanie inspiruje wizje dziwnych, zielonych wersji ludzi. Jednak życie to coś więcej niż tylko my: zwierzęta, ryby, rośliny, a nawet bakterie to wszelkiego rodzaju rzeczy, których szukamy w kosmosie.

Życie na Ziemi ma jedną cechę: pozostawia ślady w składzie chemicznym atmosfery. Dlatego też takich śladów, które są widoczne z dużej odległości, szukamy, polując na kosmitów.

Naukowcy z Wielkiej Brytanii i Stanów Zjednoczonych właśnie zgłosiliśmy kilka bardzo interesujących śladów chemicznych w atmosferze planety K2-18b, znajdującej się około 124 lata świetlne od Ziemi. W szczególności mogli wykryć substancję, która na Ziemi jest wytwarzana wyłącznie przez istoty żywe.

Poznaj egzoplanetę K2-18b

K2-18b to interesująca egzoplaneta — planeta krążąca wokół innej gwiazdy. Odkryta w 2015 roku przez misję K2 Kosmicznego Teleskopu Keplera, jest rodzajem planety zwanej podNeptunem. Jak zapewne się domyślacie, są one mniejsze od Neptuna w naszym Układzie Słonecznym.

Planeta jest około osiem i pół razy cięższa od Ziemi i krąży wokół typu gwiazdy zwanej czerwonym karłem, który jest znacznie chłodniejszy od naszego Słońca. Jednak K2-18b krąży znacznie bliżej swojej gwiazdy niż Neptun – w tym, co nazywamy strefa mieszkalna. Jest to obszar niezbyt gorący i niezbyt zimny, w którym może występować woda w stanie ciekłym (zamiast zamarzać w lód lub gotować się w parę).

Ziemię nazywa się planetą skalistą (z oczywistych powodów), ale podNeptuny to planety gazowe o znacznie większych atmosferach, zawierających dużo wodoru i helu. Ich atmosfera może zawierać także inne pierwiastki.

Co prowadzi nas do emocji związanych z K2-18b.

Jak odcisków palców atmosfery

Planetę po raz pierwszy odkrył Kosmiczny Teleskop Keplera, który monitorował odległe gwiazdy i miał nadzieję, że planety przejdą przed nimi. Kiedy planeta rzeczywiście przechodzi między nami a gwiazdą, gwiazda na chwilę staje się ciemniejsza – co mówi nam, że planeta tam jest.

Mierząc, jak duży jest spadek jasności, ile czasu zajmuje planecie przejście przed gwiazdą i jak często to się zdarza, możemy określić rozmiar i orbitę planety. Technika ta świetnie sprawdza się w znajdowaniu planet, ale nie mówi nam o ich atmosferach – co jest kluczową informacją do zrozumienia, czy jest na nich życie i czy nadają się do zamieszkania.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba należący do NASA – duży teleskop kosmiczny wystrzelona pod koniec 2021 roku – obecnie obserwowała i mierzyła atmosferę tej egzoplanety.

Teleskop dokonał tego, mierząc barwę światła tak precyzyjnie, że jest w stanie wykryć ślady określonych atomów i cząsteczek. Proces ten, zwany spektroskopią, przypomina mierzenie odcisków palców pierwiastków.

Wykres pokazujący absorpcję różnych długości fal światła przez atmosferę K2-18b oraz jakie długości fal odpowiadają różnym substancjom w atmosferze.
Atmosfera egzoplanety K2-18b wykazywała silne oznaki metanu i dwutlenku węgla, a także słabe oznaki siarczku dimetylu. Źródło obrazu: NASA / CSA / ESA / R. Crawford (STScI) / J. Olmsted (STScI) / N. Madhusudhan (Cambridge University)

Każdy pierwiastek i cząsteczka ma swoją własną sygnaturę kolorystyczną. Jeśli potrafisz spojrzeć na sygnaturę kolorystyczną, możesz wykonać trochę pracy detektywistycznej i dowiedzieć się, jakie pierwiastki lub związki znajdują się na planecie.

Chociaż planeta nie ma własnego światła, astronomowie czekali, aż K2-18b przejdzie przed swoją gwiazdą i zmierzyli światło gwiazdy przechodzące przez atmosferę planety, co umożliwiło zespołowi wykrycie odcisków palców substancji w atmosferze.

Pierdnięcia Obcych Marines?

Nowe badanie wykazało dużą ilość dwutlenku węgla i metanu. Jest to interesujące, ponieważ przypomina to, co można znaleźć na Ziemi, Marsie i Wenus w naszym Układzie Słonecznym – a nie na Neptunie.

Jednakże stwierdzono również niewielką ilość siarczku dimetylu. Siarczek dimetylu jest interesującą cząsteczką złożoną z węgla, wodoru i siarki.

Na Ziemi ogólnie jest trochę śmierdząco. Ale jest to również ściśle powiązane z życiem.

Jedynym znanym nam procesem, w wyniku którego na naszej planecie powstaje siarczek dimetylu, jest życie. W szczególności życie morskie i plankton emitują go w postaci wzdęć.

Więc tak, naukowcy są podekscytowani potencjalną koncepcją obcych morskich pierdnięć. Jeśli to jest prawdziwe. I związany z życiem.

Poszukiwanie trwa

Podczas gdy na Ziemi siarczek dimetylu jest powiązany z życiem, na innych planetach może być w jakiś sposób powiązany z procesami geologicznymi lub chemicznymi.

W końcu K2-18b jest czymś w rodzaju Neptuna – planetą, o której tak naprawdę nie wiemy zbyt wiele. Zaledwie w zeszłym miesiącu naukowcy odkryli to chmury na Neptunie są ze sobą silnie powiązane na 11-letni cykl aktywności Słońca. Musimy się wiele dowiedzieć o planetach i ich atmosferach.

Ponadto pomiar siarczku dimetylu jest bardzo subtelny — nie tak silny jak dwutlenek węgla i metan. Oznacza to, że wymagane są bardziej szczegółowe pomiary w celu poprawy siły sygnału.

Być może inne teleskopy będą musiały przyłączyć się do tego wysiłku. Instrumenty na Bardzo Dużym Teleskopie w Chile są w stanie mierzyć atmosfery planet wokół innych gwiazd – podobnie jak nowy instrument o nazwie Veloce na Anglo Australian Telescope w Obserwatorium Siding Spring w Australii.

Nowe teleskopy kosmiczne, takie jak europejski PLATO, który jest w budowie, również pomogą nam lepiej przyjrzeć się obcym atmosferom.

Chociaż oznak siarczku dimetylu na K2-18b może nie być powiązany z życiem, nadal stanowią ekscytującą perspektywę. Jest jeszcze wiele do odkrycia.

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Kredytowych Image: NASA / CSA / ESA / J. Olmsted (STScI) / Nauka: N. Madhusudhan (Cambridge University)

Znak czasu:

Więcej z Centrum osobliwości