olemmeko yksin maailmankaikkeudessa? Tämä on yksi ihmiskuntaa vaivanneista suurista kysymyksistä siitä lähtien, kun aloimme tarkkailla tähtiä. Nykyään tieteellisen ja teknologisen kehityksen ansiosta... Emme ainoastaan tiedä, että aurinkokuntamme ulkopuolella on tuhansia planeettoja, mutta monet heistä voisi muistuttaa – ainakin vähän – Maata.
Eksoplaneettojen löytäminen on mullistanut modernin tähtitieteenMutta kaukaisten maailmojen löytäminen ei riitä; tärkein tavoite on selvittää, voisiko jokin niistä olla satamaelämäTässä artikkelissa selitämme, miten tiedemiehet havaitsevat eksoplaneettoja, mitä he niissä etsivät määrittääkseen niiden mahdollisen elinkelpoisuuden ja missä olemme tällä hetkellä.
Mikä on eksoplaneetta ja miten se havaitaan?
Un Eksoplaneetta on planeetta, joka kiertää muuta tähteä kuin Aurinkoa., eli se on aurinkokuntamme ulkopuolella. Paljaalla silmällä nämä maailmat ovat näkymättömiä johtuen isäntätähtiensä valtava kirkkaus, mutta tähtitieteilijät ovat kehittäneet nerokkaita tekniikoita niiden havaitsemiseksi ja jopa joidenkin niiden ilmakehän yksityiskohtien tutkimiseksi.
Käytetyin menetelmä on kuljetusmenetelmä, joka koostuu havaita tähden kirkkauden pieniä laskuja kun planeetta kulkee sen editse. Tämä valon väheneminen osoittaa, että planeetta ylittää tähtensä näkyvän pinnan meidän näkökulmastamme ja mahdollistaa päätellä sen koko ja kiertorata.
Toinen laajalti käytetty menetelmä on ns. radiaalinopeus, joka mittaa, kuinka tähti heiluu hieman johtuen planeetan gravitaatiovoima joka kiertää sitä. Tämä tekniikka mahdollistaa laskemisen eksoplaneetan pienin massa.
Käytössä on myös gravitaatiomikrolinssi, joka hyödyntää massiivisen esineen gravitaatiovaikutus, kuten tähti tai planeetta, vahvistaa kaukaisemman tähden valoaTämä tekniikka on ollut hyödyllinen sellaisten planeettojen havaitsemisessa, joita ei voida löytää muilla menetelmillä.
Näiden tekniikoiden yhdistelmä on mahdollistanut tunnistaa yli 5.200 XNUMX eksoplaneettaa Tähän mennessä, NASAn päivitettyjen tietojen mukaan, kaasujättiläisistä, kuten Jupiterista, kivisiin supermaapalloihin.
Mikä tekee planeetasta elinkelpoisen?
Mahdollisuus, että planeetta pystyy ylläpitämään elämää sellaisena kuin me sen tunnemme, riippuu useita tekijöitäYksi tärkeimmistä on se, että se on asuttava vyöhyke tähdestään, joka tunnetaan myös nimellä "Kultakutri-vyöhyke". Tämä on alue, jonka lämpötilat sallivat nestemäisen veden läsnäolon pinnalla.edellyttäen, että planeetalla on sopiva ilmakehä.
Kuitenkin asuttavuus Se ei riipu pelkästään siitä, etäisyys aurinkoonMyös muut elementit ovat tärkeitä, kuten:
- Isäntätähden vakausHyvin aktiiviset tai epävakaat tähdet voivat säteillä suuria määriä haitallista säteilyä.
- Ilmakehän koostumus: tunnelma tiheä voi auttaa säätää lämpötilaa y suojautua kosmiselta säteilyltä.
- Magneettikentän läsnäolo: auttaa suojella planeetan pintaa aurinkotuulta ja kosmisia hiukkasia vastaan.
- Järjestelmän ikä: mitä enemmän vanha, suurempi mahdollisuus, että La Vida on ollut aika kehittyä.
Planeetat, kuten supermaapallot (lisää suurempi kuin Maa mutta lisää pienempi kuin Neptunus) ja mini-Neptunukset (ilmakehillä tiheä) pidetään mielenkiintoisia ehdokkaita vaikka aurinkokunnassamme ei olekaan planeettoja, joilla on noita ominaisuuksia.
Biosignatuurit: kemialliset elämän merkit
Kun planeetta on havaittu elinkelpoisella vyöhykkeellä, seuraava vaihe on sen ilmakehän analysointi sen löytämiseksi. biosignatuuriteli kaasuja tai yhdisteitä, joita elämänmuodot voisivat tuottaa.
Kolme tärkeintä biomarkkeria, jotka tunnetaan ns. "Elämän kolmoset" ääni:
- Happi (O2): Maapallolla fotosynteesin tuottama, ja siksi sitä pidetään vahva elämän merkki.
- Otsoni (O3): esiintyy maan ilmakehässä, toimii kuten ultraviolettisäteilysuodatin ja asuu yleensä tasapaino hapen kanssa.
- Metaani (CH4)prosesseilla tuotettu biologinen ja geologinen, mutta sen läsnäolo yhdessä hapen kanssa voi viitata biologiseen aktiivisuuteen.
Muita merkittäviä kaasuja, joita voi esiintyä eksoplaneettojen ilmakehissä, ovat vesihöyry, hiilidioksidia ja kloorimetaani, kaikki heistä opiskelivat läpi spektroskooppinen analyysi edistyneillä avaruusteleskoopeilla.
Äskettäinen tutkimuslinja ehdottaa, että matalat hiilidioksidipitoisuudet yhdistettynä otsonin läsnäoloon voi olla voimakas todisteita nestemäisestä vedestä pinnalla planeetalta, joka lisäisi sen asumiskelpoisuuden mahdollisuuksia.
Avaruusteleskooppien rooli
Polku asumiskelpoisten maailmojen havaitsemiseen on suurelta osin mahdollistunut avaruuslennoista, kuten:
- Kepler: havaittu enemmän kuin 2.600 XNUMX eksoplaneettaa tehtävänsä aikana, monet kauttakulkumenetelmällä.
- TESSSeuraa Keplerin perintöä ja etsi eksoplaneettoja lähellä Maan kokoa.
- James Webb (JWST)Se on tällä hetkellä kaukoputki edistyneempi analysoida eksoplaneettojen ilmakehää infrapunaspektrien avulla.
El JWST Siinä on instrumentteja, kuten NIRSpec y MIRI joiden avulla voidaan havaita ilmakehän koostumus kaukaisista eksoplaneetoista suurella tarkkuudella. Se on ollut avainasemassa vesihöyryn ja hiilidioksidin pitoisuuksien havaitsemisessa e jopa lämpökuviot.
Erinomaisia tapauksia potentiaalisesti elinkelpoisista eksoplaneetoista
Joitakin tähän mennessä mielenkiintoisimmista löydetyistä maailmoista ovat:
- HD 20794 d: Yksi super-Maa 20 valovuoden päässä Eridanuksen tähdistössä, HARPS-löytö ja ESPRESSO-vahvistus.
- Proxima d: sijaitsee aurinkokuntaa lähimmällä tähdellä, sillä on massa pienempi kuin Maan ja ESPRESSO havaitsi sen myös.
- Trappistijärjestelmä-1vain 40 valovuoden päässä, sisältää seitsemän Maan kokoista planeettaa, With kolme asuinalueellaSe on yksi James Webb -teleskoopin päätavoitteista läheisyytensä ja kiertorataolosuhteidensa vuoksi.
- HD 85512 s: sen ilmakehässä on matalat hiilidioksidipitoisuudet, riittävä lämpötila (25 ºC) ja korkea happipitoisuus, mikä tekee siitä loistavan ehdokkaan elämän isännöimiseksi.
Vieraskasvillisuuden väri ja muut epäsuorat merkit
Kaikki ei ole kaasuista kiinni. Tutkijat ovat myös tutkineet mahdollisuuksia tunnistaa vieras kasvillisuus analysoimalla heijastunutta valoa. Esimerkiksi Maassa klorofylli heijastaa enemmän lähi-infrapunassa, puhelun luominen "punainen viiva". Havaitse tämä kuvio toisella planeetalla se voisi olla testi fotobiologinen elämä.
El tähtityyppi Sillä on myös rooli: viileämmissä tähdissä (tyyppi M) kasvillisuus on voinut kehittyä tummemmaksi, jopa mustaksi, absorboidakseen paremmin infrapunasäteilyä, kun taas kuumemmissa tähdissä (tyyppi F) sillä voi olla punertavia tai oransseja sävyjä.
Nykyiset rajoitukset ja tulevat edistysaskeleet
Vaikka havaitsemisessa ja analysoinnissa on tapahtunut merkittäviä edistysaskeleita, Emme vieläkään pysty vahvistamaan elämän olemassaoloa muilla planeetoilla.Vaikka voimme mitata ilmakehää, lämpötiloja tai massoja, Suoraan noihin maailmoihin matkustaminen ei ole vielä mahdollista. eikä lähettää luotaimia tutkimaan niitä yksityiskohtaisesti.
La moderni astrobiologia toimii todennäköisyys, ei varmuuksia. Siksi kehitetään uusia tehtäviä ja hankkeita, kuten:
- Asuttavien maailmojen observatorio (HWO)NASA kehittää parhaillaan noin 25 Maan ulkopuolisen planeetan suoraa tutkimista varten.
- LIFE-projektieurooppalainen avaruusinterferometri, joka analysoi kivisten eksoplaneettojen elinkelpoisuus.
- Läpimurto Starshotehdottaa ultranopeiden luotainten lähettämistä Proxima Centauriin tutkimaan sen planeettoja on-site.
Vaikka olemme vielä kaukana aurinkokunnan ulkopuoliselle planeetalle astumisesta, Kyky etsiä elämää täältä käsin on kehittyvä todellisuus.Webbin kaltaisten kaukoputkien ansiosta olemme lähempänä sen määrittämistä, jaammeko tämän maailmankaikkeuden muiden elämänmuotojen kanssa.
90-luvun ensimmäisistä löydöistä nykypäivään Olemme edistyneet kaukaisten planeettojen havaitsemisessa ja elämän olemassaolon kannalta keskeisten näkökohtien analysoinnissa.Kemialliset signaalit, lämpötilakuviot, kasvillisuuden väri O los ilmakehän tuulet Ne avaavat uuden ikkunan elämän potentiaalia omaavien maailmojen tunnistamiseen. Tämä tieto voisi olla ensimmäinen askel kohti ymmärrystä siitä, olemmeko yksin tässä kosmisessa avaruudessa.
