JWST Has Shown It Can Detect Life Signatures On Exoplanets

Pogovorsestavine za življenje razširila po vesolju, Medtem ko je Zemlja edino znano mesto v vesolju z življenjem, je odkrivanje življenja zunaj Zemlje a glavni cilj od moderna astronomija in planetarna znanost,

sva znanstvenika, ki proučujeva eksoplanete in astronomija, Zahvaljujoč teleskopom naslednje generacije, kot je James Webb, bodo raziskovalci, kot smo mi, kmalu lahko izmerili kemično sestavo atmosfer planetov okoli drugih zvezd. Upanje je, da bo eden ali več teh planetov imelo kemične znake življenja.

V bivalnem območju je veliko znanih eksoplanetov – krožijo ne preblizu zvezde, da voda vre, vendar ne tako daleč, da bi bil planet trdno zamrznjen – kot je označeno z zeleno za Osončje in zvezdni sistem Kepler-186. . Oznake B, C, D, E in F. Avtorstvo slike: NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech/Wikimedia Commons

naseljiv eksoplanet

življenje lahko obstaja v sončnem sistemu Kjer je tekoča voda – kot so podzemni vodonosniki na Marsu ali v oceanih Jupitrove lune Evropa. Vendar je iskanje življenja na teh lokacijah neverjetno težko, saj so težko dosegljive in za odkrivanje življenja bi bilo treba poslati sondo, ki bi vrnila fizične vzorce.

Mnogi astronomi verjamejo, da obstaja Obstaja velika verjetnost, da obstaja življenje na planetih, ki krožijo okoli drugih zvezd.In to je možno prav tukaj življenje bo na prvem mestu,

Teoretični izračuni kažejo, da jih je približno 300 milijonov potencialno naseljivih planetov sam v galaksiji in Veliko planetov v velikosti Zemlje, primernih za življenje Znotraj le 30 svetlobnih let od Zemlje – v bistvu galaktične sosede človeštva. Do zdaj so astronomi Odkril več kot 5000 eksoplanetovvključno s stotinami potencialno bivalnih ljudi, ki uporabljajo posredne metode Meri, kako planet vpliva na svojo najbližjo zvezdo. Te meritve lahko astronomom dajo informacije o masi in velikosti eksoplaneta, vendar ne veliko drugega.

Vsak material absorbira določene valovne dolžine svetlobe, kot je prikazano na tem diagramu, ki prikazuje valovne dolžine svetlobe, ki jih različne vrste klorofila najlaže absorbirajo. Zasluge za slike: Daniele Puglisi / Wikimedia Commons, CC BY-SA

išče biopodpis

Da bi našli življenje na oddaljenem planetu, bodo astronomi preučevali svetlobo zvezd, v kateri interakcijo s površino ali atmosfero planeta, Če je ozračje ali površje spremenilo življenje, potem lahko svetloba vsebuje namig, imenovan “biosignatura”.

READ  Remains of ‘world’s largest Jurassic pterosaur’ recovered in Scotland | Dinosaurs

Prvi del svojega obstoja je imela Zemlja atmosfero brez kisika, čeprav je na njej živelo preprosto, enocelično življenje. Zemljin biološki podpis je bil v tej zgodnji dobi zelo bled. nenadoma se je spremenil 2,4 milijarde let nazaj Ko se je razvila nova družina alg. Alge uporabljajo proces fotosinteze, ki proizvaja prosti kisik – kisik, ki ni kemično vezan na noben drug element. Od takrat je Zemljina atmosfera, obremenjena s kisikom, pustila močan in lahko zaznaven biološki pečat na svetlobi, ki prehaja skozinjo.

Ko se svetloba odbije od površine materiala ali prehaja skozi plin, je večja verjetnost, da se nekatere valovne dolžine svetlobe ujamejo v površino plina ali materiala kot druge. Predmeti so različno obarvani zaradi tega selektivnega lovljenja valovnih dolžin svetlobe. Listi so zeleni, ker klorofil še posebej dobro absorbira svetlobo v rdeči in modri valovni dolžini. Ko svetloba zadene list, se rdeče in modre valovne dolžine absorbirajo, tako da se večina zelene svetlobe vrne v vaše oči.

Vzorec manjkajoče svetlobe je določen s specifično sestavo materiala, s katerim svetloba interagira. Zaradi tega se lahko astronomi naučijo nekaj o sestavi atmosfere ali površja eksoplaneta, skratka, z merjenjem specifične barve svetlobe, ki prihaja s planeta.

To metodo je mogoče uporabiti za identifikacijo prisotnosti določenih atmosferskih plinov, ki so povezani z življenjem – kot sta kisik ali metan –, ker ti plini puščajo zelo značilne podpise v svetlobi. Uporablja se lahko tudi za zaznavanje čudnih barv na površini planeta. Na Zemlji na primer klorofil in drugi pigmenti, ki se uporabljajo za fotosintezo rastlin in alg, zajamejo določene valovne dolžine svetlobe. ti liki ustvarjanje posebnih barv Ki jih je mogoče zaznati z občutljivo infrardečo kamero. Če vidite to barvo, ki se odseva od površine oddaljenega planeta, bo verjetno nakazovala prisotnost klorofila.

READ  Strokovnjaki pravijo, da različica Kovid-19 ni edini vzrok za pospešek v ameriških primerih

Teleskopi v vesolju in na Zemlji

Vesoljski teleskop James Webb je prvi teleskop, ki je sposoben zaznati kemične znake eksoplanetov, vendar ima omejene zmogljivosti. Avtorstvo slike: NASA/Wikimedia Commons

Potreben je neverjetno zmogljiv teleskop, da zazna te subtilne spremembe v svetlobi, ki prihaja s potencialno bivalnih eksoplanetov. Za zdaj je edini teleskop, ki je sposoben takšnega podviga, nov Vesoljski teleskop James Webb, ta obrazec začele so se znanstvene operacije Julija 2022 je James Webb prebral spekter eksoplanet plinski velikan WASP-96b, Spekter je pokazal prisotnost vode in oblakov, vendar na tako velikem in vročem planetu, kot je WASP-96b, ni verjetno, da bi bilo življenje.

Vendar ti predhodni podatki kažejo, da je Jamesu Webbu uspelo zaznati šibke kemične znake v svetlobi, ki prihaja z eksoplanetov. V prihodnjih mesecih naj bi Webb obrnil svoja ogledala proti TRAPPIST-1EPotencialno bivalni planet velikosti Zemlje, ki je od Zemlje oddaljen le 39 svetlobnih let.

Webb lahko išče biološke podpise s preučevanjem in zajemanjem planetov, ki mimo njihovih gostiteljskih zvezd Ozvezdje, ki se filtrira skozi atmosfero planeta, Toda Webb ni bil zgrajen za iskanje življenja, zato je teleskop lahko raziskal samo nekatere najbližje potencialno naseljive svetove. Prav tako lahko zazna spremembe samo v Atmosferske ravni ogljikovega dioksida, metana in vodne pare, Medtem ko je neka kombinacija teh plinov lahko nakazuje življenjeWebb ni mogel zaznati prisotnosti nekonjugiranega kisika, ki je najmočnejši pokazatelj življenja.

Koncepti, ki vodijo do prihodnjih, še zmogljivejših vesoljskih teleskopov, vključujejo načrt za blokiranje močne svetlobe zvezde gostiteljice planeta, da bi razkrili svetlobo zvezd, ki se odbija od planeta. Ideja je podobna uporabi roke za blokiranje sončne svetlobe, da bi bolje videli nekaj v daljavi. Prihodnji vesoljski teleskopi lahko za to uporabljajo manjše, notranje fasade ali večja, zunanja, dežniku podobna vesoljska plovila. Ko je svetloba zvezde blokirana, postane veliko lažje preučevati svetlobo, ki se odbija od planeta.

READ  Izstrelitev Delta IV Heavy z rta Canaveral

V izgradnji so tudi trije masivni zemeljski teleskopi, ki bodo lahko iskali biološke podpise: velikanski magellanov teleskopThe tridesetmetrski teleskop In to evropski velikanski teleskop, Vsak je veliko močnejši od obstoječih teleskopov na Zemlji in kljub omejitvi izkrivljene zvezdne svetlobe Zemljine atmosfere bodo ti teleskopi morda lahko sondirali atmosfero najbližjega sveta za kisik.

Živali, vključno s kravami, proizvajajo metan, vendar ga proizvajajo številni geološki procesi. Zasluge za slike: Jernez Furman / Wikimedia Commons, CC BY

Je to biologija ali geologija?

Tudi z uporabo najmočnejših teleskopov v prihodnjih desetletjih bodo astronomi lahko zaznali samo močne biosignature, ki jih proizvajajo svetovi, ki jih je življenje popolnoma spremenilo.

Na žalost lahko večino plinov, ki jih sprošča kopensko življenje, proizvedejo tudi nebiološki procesi – tako krave kot vulkani sproščajo metan. Fotosinteza proizvaja kisik, prav tako pa tudi sončna svetloba, ko razcepi molekule vode na kisik in vodik. obstaja ena Velika verjetnost je, da bodo astronomi odkrili nekaj lažno pozitivnih rezultatov V iskanju daljnega življenja. Da bi pomagali izključiti lažne pozitivne rezultate, bodo morali astronomi dovolj razumeti zanimiv planet, da bodo vedeli, ali je Geološki ali atmosferski procesi lahko posnemajo biosignature,

Študija eksoplanetov naslednje generacije lahko prestane mejo izredni dokazi Obstoj življenja je treba dokazati. Prvi podatki, objavljeni iz vesoljskega teleskopa Jamesa Webba, nam dajejo občutek vznemirljivega napredka, ki prihaja.Pogovor

Chris ImpeyUgledni profesor univerzitetne astronomije, Univerza v Arizoni in Daniel ApaiProfesor astronomije in planetarnih znanosti, Univerza v Arizoni

Ta članek je ponovno objavljen od Pogovor Pod licenco Creative Commons. Preberi izvirni članek,

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen.

Read also x