211service.com
Det neste store romteleskopet kunne oppdage jordlignende oksygennivåer på eksoplaneter
Vannførende eksoplanet med oksygen. NASA/GSFC/Friedlander-Griswold
Forskere er generelt enige om at den beste strategien for å finne utenomjordisk liv er å lete etter en verden som har forhold som ligner jordens, inkludert atmosfærisk oksygen som kan produseres av organismer som driver fotosyntese. Men nåværende instrumenter som brukes til å studere potensielt beboelige eksoplaneter er sørgelig dårlig rustet til å finne slike biosignaturer.
Nå antyder en ny studie at om litt over et år kan vi være på god vei til å begrense søket etter liv i en annen verden.
Det er få større spørsmål enn 'Finnes det liv på andre planeter enn Jorden?' sier studiemedforfatter Edward Schwieterman, fra University of California. På grunn av oksygenets forbindelse med livet på jorden, vet vi at det er viktig å lete etter på eksoplaneter.
Studien, ledet av NASA-forskere og publisert i Natur astronomi i dag, fremhever en spennende ny måte det kommende James Webb-romteleskopet kan brukes til å oppdage og måle oksygen på eksoplaneter. Teleskopet, som skulle lanseres i 2021 etter en rekke forsinkelser, skulle alltid ha i oppgave å studere oksygen på eksoplaneten, men disse nye funnene utvider disse egenskapene på måter ingen tidligere hadde innsett var mulig.
Dessuten kan denne nye teknikken hjelpe oss å finne ut hvor mye oksygen en annen verden inneholder. Hvis en planet har oksygennivåer som ligner jordens, øker det muligheten for at disse nivåene også kan være drevet av biologi. (Selv om det absolutt ikke eliminerer ikke-biologisk opprinnelse for det oksygenet .)
Før denne studien hadde forskere identifisert tre store bølgelengder på det elektromagnetiske spekteret (en i det synlige spekteret og to nær infrarødt) som kunne observeres for å identifisere tilstedeværelsen av oksygen. Men ved høye konsentrasjoner, som de på jorden, knuser oksygenmolekyler inn i ting mye oftere. Disse kollisjonene sender ut signaler som ikke kan observeres ved bruk av disse tre bølgelengdene, noe som gjør dem uegnet for å identifisere tettere, mer rikelig oksygennivåer som mer sannsynlig vil være assosiert med biologisk aktivitet.
Den nye studien identifiserer en bølgelengde på midt-infrarødt nivå som kan brukes til å oppdage kollisjoner av oksygenmolekyler både med oksygen og med andre gassmolekyler. Studiens forfattere foreslår at JWSTs Mid InfraRed Instrument Low Resolution Spectrometer (MIRI LRS) kan søke etter oksygen på denne bølgelengden rundt eksoplaneter som passerer deres vertsstjerner.
Denne metoden vil potensielt tillate oss å oppdage jordlignende nivåer av oksygen i mange stjernesystemer mindre enn 16 lysår unna. I fjernere systemer vil den være i stand til å oppdage nivåer flere ganger høyere enn de på jorden.
Siden vi også kan oppdage oksygen som kolliderer med andre gassmolekyler, bør metoden tillate oss å lære mer om den atmosfæriske kjemien som helhet i større detalj, og om den er mottagelig for liv eller kan ha blitt formet av tidligere eller nåværende utenomjordisk liv. For eksempel påpeker Schwieterman at oksygenegenskaper målt sammen med atmosfærisk metan vil foreslå biokjemiske prosesser på overflaten som ligner på det som finnes på jorden.
Schwieterman antyder at de beste eksoplanetene å studere med denne teknikken er de som kretser rundt M dvergstjerner, som setter planetene i TRAPPIST-1-systemet øverst på listen. Førti lysår unna har TRAPPIST-1 flere eksoplaneter som kan bære liv, inkludert tre som er rett innenfor den beboelige sonen. I det minste kan vi bruke det midt-infrarøde båndet til å finne ut om oksygenet vi har sett på en fjern eksoplanet er noe å bli begeistret for.