211service.com
De volgende grote ruimtetelescoop kan aardachtige zuurstofniveaus op exoplaneten detecteren
Watervoerende exoplaneet met zuurstof. NASA/GSFC/Friedlander-Griswold
Wetenschappers zijn het er in het algemeen over eens dat de beste strategie voor het vinden van buitenaards leven is om te zoeken naar een wereld met omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die van de aarde, inclusief atmosferische zuurstof die kan worden geproduceerd door organismen die aan fotosynthese werken. Maar de huidige instrumenten die worden gebruikt om potentieel bewoonbare exoplaneten te bestuderen, zijn jammerlijk slecht uitgerust om dergelijke biosignaturen te vinden.
Nu suggereert een nieuwe studie dat we over iets meer dan een jaar goed op weg zouden kunnen zijn om de zoektocht naar leven op een andere wereld te beperken.
Er zijn weinig grotere vragen dan 'Bestaat er leven op andere planeten dan de aarde?', zegt medeauteur Edward Schwieterman van de Universiteit van Californië. Vanwege de link van zuurstof met het leven op aarde, weten we dat het belangrijk is om op exoplaneten te zoeken.
De studie, geleid door NASA-wetenschappers en gepubliceerd in Natuurastronomie vandaag belicht een intrigerende nieuwe manier waarop de aanstaande James Webb Space Telescope kan worden gebruikt om zuurstof op exoplaneten te detecteren en te meten. De telescoop, die na een aantal vertragingen in 2021 zou worden gelanceerd, zou altijd de taak hebben om exoplaneetzuurstof te bestuderen, maar deze nieuwe bevindingen breiden die mogelijkheden uit op manieren waarvan niemand eerder had gedacht dat het mogelijk was.
Bovendien zou deze nieuwe techniek ons kunnen helpen om beter vast te stellen hoeveel zuurstof een andere wereld bevat. Als een planeet zuurstofniveaus heeft die vergelijkbaar zijn met die van de aarde, verhoogt dit de mogelijkheid dat die niveaus ook door biologie kunnen worden bepaald. (Hoewel het zeker niet elimineert) niet-biologische oorsprong voor die zuurstof .)
Vóór deze studie hadden wetenschappers drie belangrijke golflengten in het elektromagnetische spectrum geïdentificeerd (één in het zichtbare spectrum en twee nabij-infrarood) die konden worden waargenomen om de aanwezigheid van zuurstof te identificeren. Maar bij hoge concentraties, zoals die op aarde, botsen zuurstofmoleculen veel vaker op dingen. Die botsingen zenden signalen uit die niet kunnen worden waargenomen met behulp van deze drie golflengten, waardoor ze ongeschikt zijn voor het identificeren van dichtere, meer overvloedige zuurstofniveaus die waarschijnlijker geassocieerd zijn met biologische activiteit.
De nieuwe studie identificeert een golflengte op het midden-infraroodniveau die kan worden gebruikt om botsingen van zuurstofmoleculen te detecteren, zowel met zuurstof als met andere gasmoleculen. De auteurs van het onderzoek suggereren dat de Mid InfraRed Instrument Low Resolution Spectrometer (MIRI LRS) van de JWST zou kunnen zoeken naar zuurstof op deze golflengte rond exoplaneten die door hun gastheersterren reizen.
Deze methode zou ons mogelijk in staat stellen om aardachtige zuurstofniveaus te detecteren in veel sterrenstelsels op minder dan 16 lichtjaar afstand. In verder verwijderde systemen zou het niveaus kunnen detecteren die meerdere keren hoger zijn dan die op aarde.
Omdat we zuurstof kunnen detecteren die ook botst met andere gasmoleculen, zou de methode ons in staat moeten stellen om meer in detail te leren over de atmosferische chemie als geheel, en of het vatbaar is voor leven of gevormd is door vorig of huidig buitenaards leven. Schwieterman wijst er bijvoorbeeld op dat zuurstofkenmerken gemeten naast atmosferisch methaan zouden wijzen op biochemische processen aan het oppervlak die vergelijkbaar zijn met wat op aarde wordt gevonden.
Schwieterman suggereert dat de beste exoplaneten om met deze techniek te bestuderen die zijn die rond M-dwergsterren draaien, waardoor de planeten in het TRAPPIST-1-systeem bovenaan de lijst staan. Op veertig lichtjaar afstand heeft TRAPPIST-1 meerdere exoplaneten die leven zouden kunnen ondersteunen, waaronder drie die zich precies binnen de bewoonbare zone bevinden. We kunnen op zijn minst de midden-infrarode band gebruiken om erachter te komen of de zuurstof die we op een verre exoplaneet hebben gezien, iets is om enthousiast over te worden.