Posljednjih godina broj potvrđenih izvan-solarnih planeta eksponencijalno raste. Do pisanja članka potvrđeno je ukupno 3.777 egzoplaneta u sustavima 2.817 zvijezda, a dodatnih 2.737 kandidata čekalo je potvrdu. Štoviše, broj zemaljskih (tj. Stjenovitih) planeta neprestano raste, povećavajući vjerojatnost da će astronomi pronaći dokaze o životu izvan našeg Sunčevog sustava.
Nažalost, tehnologija još ne postoji za direktno istraživanje ovih planeta. Kao rezultat toga, znanstvenici su prisiljeni tražiti ono što je poznato kao "biosignature", kemikaliju ili element koji je povezan s postojanjem prošloga ili sadašnjeg života. Prema novoj studiji međunarodnog tima istraživača, jedan od načina traženja tih potpisa bio bi ispitivanje materijala izbačenog s površine egzoplaneta tijekom utjecaja.
Studija pod naslovom "Pretraživanje biosignata u egzeplanetarnom utjecaju izbacivanja" objavljena je u znanstvenom časopisu astrobiologija a nedavno su se pojavili na mreži. Vodio ga je Gianni Cataldi, istraživač iz Centra za astrobiologiju Sveučilišta Stockholm. Pridružili su mu se znanstvenici iz LESIA-Observatoire de Paris, Jugozapadnog istraživačkog instituta (SwRI), Kraljevskog tehnološkog instituta (KTH) i Europskog svemirskog istraživačkog i tehnološkog centra (ESA / ESTEC).
Kako navode u svojoj studiji, većina napora za karakterizaciju egzoplanetske biosfere bila je usmjerena na atmosferu planeta. To se sastoji od traženja dokaza o plinovima koji su povezani sa životom ovdje na Zemlji - npr. ugljični dioksid, dušik itd. - kao i voda. Kao što je Cataldi rekao za Space Magazine e-poštom:
„Znamo sa Zemlje da život može imati snažan utjecaj na sastav atmosfere. Na primjer, sav kisik u našoj atmosferi je biološkog podrijetla. Također, kisik i metan snažno su izvan kemijske ravnoteže zbog prisutnosti života. Trenutno još nije moguće proučiti atmosferski sastav egzoplaneta nalik Zemlji, međutim, očekuje se da će takvo mjerenje postati moguće u doglednoj budućnosti. Stoga su atmosferske biosignature najperspektivniji način traženja izvanzemaljskog života. "
Međutim, Cataldi i njegovi kolege razmotrili su mogućnost karakteriziranja životnih karakteristika planeta tražeći znakove udara i ispitujući izbacivanje. Jedna od prednosti ovog pristupa je ta što izbacivanje s najvećom lakoćom bježi od tijela niže gravitacije, poput kamenitih planeta i mjeseca. Atmosferu ovih vrsta tijela također je vrlo teško karakterizirati, tako da bi ova metoda omogućila karakterizacije koje inače ne bi bile moguće.
A kao što je Cataldi naznačio, to bi također bilo spremno za pristup atmosferi na više načina:
"Prvo, što je egzoplanet manji, to je teže proučiti njegovu atmosferu. Suprotno tome, manji egzoplaneti proizvode veće količine ejekta koji bježe zbog toga što je njihova površinska gravitacija niža, što izbacuje iz manjih egzoplaneta lakše detektirati. Drugo, kada razmišljamo o biosignaturama pri izbacivanju udara, mislimo prvenstveno na određene minerale. To je zato što život može utjecati na mineralogiju planeta bilo posredno (npr. Mijenjanjem sastava atmosfere i na taj način dopuštanjem stvaranja novih minerala) ili izravno (stvaranjem minerala, npr. Kostura). Izbacivanje efekta omogućilo bi nam da proučimo drugačiju vrstu biosignature, komplementarnu atmosferskom potpisu. "
Još jedna prednost ove metode je činjenica da ona koristi prednosti postojećih studija koje su ispitale utjecaje sudara između astronomskih objekata. Primjerice, provedeno je više istraživanja koja su pokušala ograničiti velikanski utjecaj za koji se vjeruje da je formirao sustav Zemlja-Mjesec prije 4,5 milijardi godina (aka Hipoteza divovskog utjecaja).
Iako se smatra da su takvi gigantski sudari uobičajeni tijekom završne faze formiranja zemaljskog planeta (koji traju otprilike 100 milijuna godina), tim se fokusirao na utjecaje asteroidnih ili kometarnih tijela, za koje se vjeruje da se događaju tijekom čitavog životnog vijeka egzoplanetara sustav. Oslanjajući se na ove studije, Cataldi i njegovi kolege uspjeli su stvoriti modele za egzoplaneti izbacivanje.
Kao što je objasnio Cataldi, oni su koristili rezultate literature o utjecaju na tržište kako bi procijenili količinu stvorenog izbacivanja. Da bi procijenili jačinu signala cirkularnih diskova prašine stvorenih izbacivanjem, koristili su rezultate iz diska od krhotina (tj. Ekstrasolarnih analoga glavnog asteroidnog pojasa Sunčevog sustava). Na kraju su se rezultati pokazali poprilično zanimljivim:
„Otkrili smo da udarac tijela promjera 20 km stvara dovoljno prašine da se može otkriti trenutnim teleskopima (za usporedbu, veličina udarca koji je ubio dinosauruse prije 65 milijuna godina ipak treba biti oko 10 km). Međutim, proučavanje sastava izbačene prašine (npr. Potraga za biosignaturama) nije u dosegu trenutnih teleskopa. Drugim riječima, pomoću trenutnih teleskopa mogli bismo potvrditi prisutnost izbačene prašine, ali ne i proučavati njezin sastav. "
Ukratko, proučavanje materijala izbačenog s egzoplaneta nedostupan je i mogućnost proučavanja njegovog sastava jednog dana omogućit će astronomima da okarakteriziraju geologiju egzoplaneta - i tako postave tačnija ograničenja u njenom potencijalnom useljenosti. Trenutno su astronomi prisiljeni da upućuju nagađanja o sastavu planeta na temelju njegove prividne veličine i mase.
Nažalost, detaljnija studija koja bi mogla utvrditi prisutnost biosignatura u izbacivanju nije trenutno moguća, a bit će vrlo teška čak i za teleskope nove generacije poput James Webb svemirski teleskop (JWSB) ili Darwin, U međuvremenu, istraživanje ejekta s egzoplaneta pruža vrlo zanimljive mogućnosti kada su u pitanju studije egzoplaneta i karakterizacija. Kao što je Cataldi naznačio:
„Proučavajući izbacivanje iz utjecajnog događaja, mogli bismo naučiti nešto o geologiji i useljenosti egzoplanete i potencijalno otkriti biosferu. Metoda je jedini način na koji znam pristupiti podzemlju egzoplaneta. U tom smislu, utjecaj se može promatrati kao eksperiment bušenja koji je pružila priroda. Naše istraživanje pokazuje da je prašina stvorena u udarnom događaju u principu otkriva, a budući teleskopi mogu biti u mogućnosti ograničiti sastav prašine, a time i sastav planeta. "
U narednim desetljećima astronomi će proučavati van-solarne planete instrumentima za povećanje osjetljivosti i snage u nadi da će pronaći pokazatelje života. S obzirom na vrijeme, traženje biosignatura u krhotinama oko egzoplaneta stvorenih udarima asteroida moglo bi se obaviti u tandemu s pretraživačima atmosferskih biosignatura.
Pomoću ove dvije metode, znanstvenici će moći s većom sigurnošću reći da udaljeni planeti nisu samo sposobni podržati život, već to aktivno čine!
