Kauge eksoplaneedi atmosfäärirõhu mõõtmine võib tunduda hirmutav ülesanne, kuid Washingtoni ülikooli astronoomid on nüüd just selle jaoks välja töötanud uue tehnika.
Kui eksoplaneetide avastused esimest korda sisse hakkasid minema, panid astronoomid rõhku asustatavas tsoonis asuvate planeetide leidmisele - ribale tähe ümber, kus vesi ei külmuta ega keeda. Ent eksoplaneedi keskkonna ja elamiskõlblikkuse iseloomustamine ei sõltu ainult planeedi pinnatemperatuurist.
Atmosfäärirõhk on sama oluline, et mõõta, kas eksoplaneedi pind tõenäoliselt hoiab vedelat vett või mitte. Kõigil kõrgel telkimisega tuttavatel inimestel peaks olema hea arusaam, kuidas rõhk mõjutab vee keemistemperatuuri.
PhD kandidaadi Amit Misra välja töötatud meetod hõlmab “dimeeride” - seotud molekulidepaaride eraldamist, mis kipuvad moodustuma planeedi atmosfääris kõrgel rõhul ja tihedusel - mitte segi ajada “monomeeridega”, mis on lihtsalt vabalt hõljuvad molekulid. Kuigi dimeere on palju erinevaid, keskendus uurimisrühm eranditult hapniku molekulidele, mis on vesiniksideme kaudu ajutiselt üksteisega seotud.
Kaudselt võime dimeere tuvastada eksoplaneedi atmosfääris, kui eksoplaneet läbib oma hosttähe ees. Kui tähe valgus läbib õhukese kihi planeedi atmosfääri, neelavad dimeerid selle teatud lainepikkusi. Kui tähevalgus jõuab Maale, trükitakse sellele dimeeride keemilised sõrmejäljed.
Dimeerid neelavad valgust eristatava mustrina, millel on molekulide pöörlemisliikumise tõttu tavaliselt neli piiki. Kuid neeldumise hulk võib muutuda sõltuvalt õhurõhust ja tihedusest. See erinevus on dimeerides palju suurem kui monomeerides, võimaldades astronoomidel saada nende kahe signatuuri suhte põhjal täiendavat teavet atmosfäärirõhu kohta.
Kui juba eelmisel aastal avastati Maa atmosfääris veemimeerid, siis varsti Internetti jõudvad võimsad teleskoobid võimaldavad astronoomidel seda meetodit kaugete eksoplaneetide vaatlemisel kasutada. Meeskond analüüsis James Webbi kosmoseteleskoobi kasutamise tõenäosust sellise tuvastuse tegemiseks ja leidis, et see on väljakutsuv, kuid võimalik.
Dimeeride tuvastamine eksoplaneedi atmosfääris aitaks meil mitte ainult hinnata atmosfäärirõhku ja seega ka pinnal asuvat vee seisundit, vaid ka teisi biosignatuuride markereid. Hapnik on otseselt seotud fotosünteesiga ja tõenäoliselt pole seda eksoplaneedi atmosfääris ohtralt, kui seda ei toodeta regulaarselt vetikad ega muud taimed.
"Nii et kui leiame hea sihtplaneedi ja te suudaksite tuvastada neid dimeerseid molekule - mis võivad olla võimalikud järgmise 10–15 aasta jooksul -, siis see mitte ainult ei ütleks teile midagi rõhu kohta, vaid ütleks teile ka, et sellel planeedil on elu , ”Ütles Misra pressiteates.
Artikkel on avaldatud ajakirja Astrobiology veebruarinumbris ja on allalaaditav siit.
