Чому вчені в захваті від CO2 і метану в атмосфері чужого світу

Ми самі? Це питання майже таке ж давнє, як і саме людство. Сьогодні це питання в астрономії зосереджено на пошуку життя за межами нашої планети. Чи ми, як вид і як планета, самотні? Або є життя десь ще?

Зазвичай запитання надихає на бачення дивних, зелених версій людей. Однак життя — це не тільки ми: тварини, риби, рослини та навіть бактерії — це всі види речей, які ми шукаємо в космосі. Життя на Землі залишає сліди в хімічному складі атмосфери. Тож такі сліди, які видно здалеку, ми шукаємо, коли полюємо на прибульців.

Вчені з Великобританії та Сполучених Штатів щойно повідомили про деякі дуже цікаві хімічні сліди в атмосфері планети під назвою K2-18b, яка знаходиться приблизно в 124 світлових роках від Землі. Зокрема, вони могли виявити речовину, яка на Землі виробляється лише живими істотами.

Зустрічайте екзопланету K2-18b

K2-18b — цікава екзопланета — планета, яка обертається навколо іншої зірки. Виявлена ​​у 2015 році місією К2 космічного телескопа Кеплер, це тип планети, який називається субнептун. Як ви, мабуть, здогадалися, вони менші за Нептун у нашій Сонячній системі.

Планета приблизно у вісім з половиною разів важча за Землю та обертається навколо зірки типу червоного карлика, яка набагато холодніша за наше Сонце. Однак K2-18b обертається набагато ближче до своєї зірки, ніж Нептун, у тому, що ми називаємо зоною життя. Це не надто гаряче й не надто холодне місце, де може існувати рідка вода (замість того, щоб замерзати до льоду чи кипіти в пару). Землю називають кам’янистою планетою (зі зрозумілих причин), але субнептуни – це газові планети з набагато більшою атмосферою, що містить багато водню та гелію. Їх атмосфера також може містити інші елементи.

Це підводить нас до хвилювання навколо K2-18b.

Як зняти відбитки пальців в атмосфері

Планету вперше виявив космічний телескоп Кеплер, який спостерігав за далекими зірками та сподівався, що планети пролетять перед ними. Коли планета все-таки проходить між нами та зіркою, зірка на мить стає тьмянішою — це говорить нам про наявність планети.

Вимірюючи, наскільки великим є падіння яскравості, скільки часу потрібно, щоб планета пройшла перед зіркою, і як часто це відбувається, ми можемо визначити розмір та орбіту планети. Цей метод чудово підходить для пошуку планет, але він не повідомляє нам про їхні атмосфери — це ключова інформація, щоб зрозуміти, чи є на них життя, чи вони придатні для життя.

Космічний телескоп Джеймса Вебба NASA — великий космічний телескоп, запущений наприкінці 2021 року — спостерігав і вимірював атмосферу цієї екзопланети. Телескоп зробив це, вимірявши колір світла настільки точно, що він може виявити сліди певних атомів і молекул. Цей процес, який називається спектроскопією, схожий на вимірювання відбитків пальців елементів.

Кожен елемент і молекула мають свій власний колірний підпис. Якщо ви можете поглянути на колірний підпис, ви можете виконати трохи детективної роботи та визначити, які елементи або сполуки є на планеті. Хоча планета не має власного світла, астрономи дочекалися, коли K2-18b пройде перед її зіркою, і виміряли світло зірок, коли воно проходило через атмосферу планети, що дозволило команді виявити відбитки речовин в атмосфері.

Інопланетні морські пердуни?

Нове дослідження виявило багато вуглекислого газу та метану. Це цікаво, оскільки це схоже на Землю, Марс і Венеру в нашій Сонячній системі, а не на Нептуні. Однак він також виявив невелику кількість диметилсульфіду. Диметилсульфід — цікава молекула, що складається з вуглецю, водню та сірки.

На Землі взагалі трохи смердюче. Але це також тісно пов’язане з життям. Єдиний відомий нам процес утворення диметилсульфіду на нашій планеті – це життя. Зокрема, морські мешканці та планктон виділяють його у вигляді метеоризму. Тож так, вчені в захваті від потенційної ідеї інопланетних морських пердунів. Якщо це справжнє. І пов’язана з життям.

Пошуки тривають

Хоча на Землі диметилсульфід пов’язаний з життям, на інших планетах він може бути якимось чином пов’язаний з геологічними чи хімічними процесами. Зрештою, K2-18b — це щось на кшталт Нептуна — планети, про яку ми насправді мало що знаємо. Минулого місяця дослідники виявили, що хмари на Нептуні тісно пов’язані з 11-річним циклом активності Сонця. Нам потрібно багато чого дізнатися про планети та їхні атмосфери.

Крім того, вимірювання диметилсульфіду є дуже тонким — не таким сильним, як вуглекислий газ і метан. Це означає, що для покращення потужності сигналу потрібні більш детальні вимірювання. Можливо, іншим телескопам доведеться приєднатися до зусиль. Прилади на Дуже великому телескопі в Чилі можуть вимірювати атмосфери планет навколо інших зірок, як і новий інструмент під назвою Veloce на телескопі Anglo Australian в обсерваторії Сайдінг Спрінг в Австралії.

А нові космічні телескопи, такі як європейський PLATO, який будується, також допоможуть нам краще побачити атмосферу прибульців. Таким чином, хоча ознаки диметилсульфіду на K2-18b не можуть бути пов’язані з життям, вони все одно є захоплюючою перспективою. Є ще багато чого для вивчення. Джерело