Kā saprast, vai planēta ir piemērota dzīvībai? Tuvākajā laikā nav gaidāmi teleskopi, kas spētu redzēt dzīvu radību uz citas planētas, pat ja tā ir ļoti liela.
Pirmais, kas nāk prātā, ir tas, vai uz planētas ir piemērota temperatūra, lai ūdens uz tās pastāvētu šķidrā stāvoklī. Tā radās jēdziens “apdzīvojamā zona”. Astronomi meklē un atrod planētas dažādu zvaigžņu apdzīvojamās zonās.
Un, protams, ir ļoti svarīgi saprast, vai uz planētas ir vielas, kas vajadzīgas dzīvībai. Piemēram, Saturna mēness Titāna bagātīgā ķīmija liek zinātniekiem aizdomas, ka dzīvība jau pastāv tagad vai var rasties nākotnē. Šīs dzīves iespējamās labklājības dēļ joprojām funkcionējošais Cassini aparāts tika pat iznīcināts.
Bet jūs nevarat nosūtīt zondi ar ķīmiskiem analizatoriem uz svešas zvaigznes planētu (vismaz vēl ne). Kā tad jūs zināt tālās pasaules ķīmiju? Protams, pārbaudot starojuma spektru, kas nāk no tālu planētas. (Starp citu, tas bija veids, kā Habls ne tik sen atklāja ūdeni uz zemei līdzīgām planētām.) Turklāt nevajadzētu meklēt redzamā diapazonā. Infrasarkanā astronomija, par kuru mēs nesen runājām, daudz efektīvāk palīdz šajā jautājumā.
Daudziem ķīmiskajiem savienojumiem ir savi "paraksti" infrasarkanajā diapazonā - "virsotnes" un "tuvināšanās" spektra grafikā (kas atbilst noteikta viļņa garuma izstarojumam un absorbcijai un līdzīgi plānām līnijām). Tieši uz šīm pēdām var noteikt nepieciešamās vielas.
Protams, zinātniekus galvenokārt interesē skābeklis, metāns, ozons, ūdens tvaiki, oglekļa dioksīds un slāpekļa oksīds (N2O). Starp citu, dzīvie organismi savulaik veica “skābekļa revolūciju” uz Zemes. Tomēr ir grūti novērot šo gāzu līnijas, tas prasa daudzu dienu novērošanas laiku. Un astronomu vienmēr trūkst, jo instrumentu un finansējuma ir daudz mazāk nekā interesantu uzdevumu.
Zinātnieku grupa, kuru vada NASA Vladimirs Airapetians, ir ierosinājusi jaunu veidu, kā meklēt planētas ar apdzīvojamu ķīmiju. Tas izmanto "parakstus", kurus ir daudz vieglāk atklāt. Bet, kā parasti, ir kāda nianse: tie parādās tikai zvaigžņu vētru dēļ.
Reklāmas video:
Sīki rakstījām par koronālo masu izgrūšanu, ar kurām Saule regulāri “spļauj”. Tā magnētiskā lauka dēļ tie maz ietekmē Zemi (starp citu, Marsam bija mazāk paveicies). Bet tas ir tāpēc, ka mūsu spīdeklis ir nobriedis un mierīgs.
Jaunām aktīvām zvaigznēm, kas ir līdzīgas Saulei vai nedaudz vēsākas (spektra klases G un K), ir spēcīgākas un biežākas izgrūšanas. Tāpēc uzlādētas daļiņas, iekļūstot planētas atmosfērā, spēj tajā satraukt. Uz to paļaujas jaunā metode.
Zvaigžņu vēja daļiņu ietekmē ūdens molekulas (H2O) tiek pārveidotas par hidroksilmolekulām (OH-). Tajā pašā laikā atmosfēras slāpeklis tiek oksidēts līdz tā monoksīdam (NO). Šīm divām vielām ir ļoti skaidri infrasarkanie paraksti.
Vai ir pietiekami daudz no viņiem, lai tos varētu “redzēt” no Zemes? Lai atbildētu uz šo jautājumu, pētnieki pielāgoja modeli, ko atmosfēras fizikā izmanto gadu desmitiem ilgi. Šis modelis paredz Zemes ozona slāņa reakciju uz koronālās masas emisiju. Harapetjana grupai izdevās to pielāgot jaunajam uzdevumam. Turklāt autori izmantoja datus no kosmosa kuģa TIMED, kas pēta Zemes atmosfēras sastāvu un temperatūru.
Datorizēta modelēšana, izmantojot "kosmosa" datus, ir parādījusi, ka Zemei līdzīgas planētas atmosfērā, bet, kas griežas ap aktīvo zvaigzni, veidojas daudz "signālvielu". Tik daudz, ka infrasarkanais teleskops, kura diametrs ir tikai 15-25 centimetri, varēja tos atšķirt tuvējo eksoplanetu atmosfērā divu novērojumu stundu laikā.
Šāds signāls nozīmētu, ka uz planētas atrodas skābeklis, slāpeklis (vissvarīgākā olbaltumvielu sastāvdaļa) un ūdens tvaiki, un pat atmosfēras spiediens ir tuvu Zemes līmenim. Tas nozīmē, ka šāda pasaule var būt apdzīvota.
Tomēr, ja signāls ir pārāk spēcīgs, tas neliecina par labu. Galu galā tas nozīmē, ka planētai nav magnētiskā lauka, kas aizturētu gandrīz visu zvaigžņu vēju (un tas ir nepieciešams, lai dzīvās būtnes uz planētas nenomirst no radiācijas). Tāpēc "mērens" signāls norāda, ka planēta ir piemērota dzīvībai.
Zinātniskais raksts ar pētījumu rezultātiem tika publicēts žurnālā Scientific Reports.