Agökbilimciler uzun Dünya benzeri gezegenlerin var olup olmadığı sorgulandı evrenin başka bir yerinde ve eğer limanlarsa hayat. Şimdiye kadar cevaplar bizimkinden çok bilim kurgu evrenlerinden geldi. NASA’nın son gözlemevi, Webb Uzay Teleskobubizi cevaba bir adım daha yaklaştıracak ve diğer yıldızların yörüngesinde dönen kayalık dünyalara ve neye benzediklerine benzeri görülmemiş bir bakış sunacak.
“Su buharı ve su okyanusları olan bazı kayalık dünyalar olduğunu tespit edebildiğimizi hayal edin” dedi. MIT’de fizik ve gezegen bilimi profesörü Sara Seager. “Bu, bugün bulunduğumuz noktadan ileriye doğru atılmış dev bir adım. Sanki, ölçülebilir bile değil.”
Webb galaksilerden yıldızlara kadar her şeyi inceleyecekgökbilimciler onu kullanmak için sabırsızlanıyor güneş sistemimizin dışındaki gezegenleri incelemek için. Webb, hangi elementlerin ve gazların mevcut olduğunu belirleyerek bu ötegezegenlerin atmosferlerinin ayrıntılarını ortaya çıkaracak. Daha önceki teleskoplarla karşılaştırıldığında, benzeri Hubble Uzay Teleskobu, bilim adamları Webb’in büyük iyileştirmeler sunmasını bekliyoruz.
“Bu bir oyun değiştirici” dedi Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nde görev yapan astronom Nestor Espinoza Webb ve Hubble.
Hubble olabilir atmosferdeki bileşenleri tespit edin Neptün veya Jüpiter’e benzeyen daha büyük gaz gezegenlerinden. Webb, diğer taraftan, Dünya’ya benzer ötegezegenlerin atmosferlerinin ilk analizini sağlayabilir.
Espinoza, “Dünya büyüklüğündeki gezegenlerin etrafındaki atmosferleri tespit edebilmenin tek gerçeği, diğer dış gezegenlerin neye benzediğini keşfetmemizde büyük bir adım” dedi. “Devrim niteliğinde bir makine olacak.”
Gökbilimciler, ilk ötegezegenleri otuz yıl öncesine, 1992’ye kadar keşfetmediler. Artık, başka yıldızların etrafında dönen 5.000’den fazla gezegen biliyorlar. en Sun, her biri anlatılmamış gizemlerle dolu benzersiz bir uzaylı dünyası. Keşfedilen bu gezegenlerin çoğu, aşağıdaki gibi kayalık bileşimlere sahiptir: Merkür, Venüs, Dünya ve Mars gibi iç güneş sistemimizin gezegenleri. Yine de, kayalık bir gezegenin atmosferini gözlemlemek bilim adamları için anlaşılması zor oldu.su gibi yaşam için temel bileşenlerin mevcut olup olmadığı da dahil olmak üzere, bu gezegenlerin yüzeyi hakkında önemli bilgileri belirleme fırsatını reddederek.
Bir ötegezegenin atmosferik bileşimini anlamak için Webb, iletim spektroskopisi adı verilen bir teknik kullanacak. Bir ötegezegen yörüngesi sırasında Webb ile yıldız arasından geçerse, yıldızın bir kısmını kısmen bloke eder.ışık. Dış gezegenin bir atmosferi varsa, içerdiği gazlar ne olursa olsun bunun bir kısmını emecek ulaşmadan önce ışık Webb’in hassas aynaları. Gökbilimciler daha sonra hangi dalga boylarını belirleyebilir içinden geçen ışıkta eksik Mevcut gazları anlamak için atmosfer.
Gökbilimciler bu tekniği daha önceki teleskoplarla düzinelerce kez kullanmış olsa da, Webb, kızılötesi gözlemleresas olarak görünür ışığı algılayan Hubble’dan daha fazla gazı ayırt etmesine izin verir.
Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden bir gökbilimci olan Thomas Mikal-Evans, “Webb ile ilgili en heyecan verici şey, vereceği geniş dalga boyu kapsamıdır” dedi. “İçinde [infrared] aralığında, sadece su değil, metan ve karbondioksit, karbon monoksit, amonyak, siyanür gibi diğer moleküllerden dolayı birçok absorpsiyon özelliği vardır. Kör olduğumuz bu dalga boyu alanı bölgesini gerçekten açıyor ve daha önce duyarlı olduğumuzdan çok daha fazla kimyasal türü tespit etmemize izin verecek.”
Gökbilimcilerin Webb aracılığıyla görüntülemeye hevesli olduğu bir dizi ötegezegen TRAPPIST-1 sistemidir. TRAPPIST-1 sistemi, Jüpiter gezegeninden biraz daha büyük ve Güneşimizin sıcaklığının yarısı kadar olan bir kırmızı cüce yıldızın yörüngesinde dönen yedi kayalık gezegen içerir. Özellikle ilgi çekici olan, suyun sıvı halde kalabileceği yaşanabilir bölgedeki gezegenlerdir.
Bu ötegezegenlerde bir atmosfer tespit etmek, gökbilimcilerin daha önce yapamadıkları bir şeyi yapmalarına izin verecek: Güneş sistemimizdeki kayalık gezegenleri yabancı bir güneş sistemindeki kayalık gezegenlerle karşılaştırın. Espinoza, “Bu şimdiye kadar bir rüyaydı” dedi.
Ancak atmosferin bileşimini belirlemek, söylemek yapmaktan daha kolay olabilir.
Mikal-Evans, “Verilerinizde gerçekten ortaya çıkan güçlü spektral özelliklere sahip bir atmosferik kompozisyona sahip olduğunuz için biraz şanslı olmalısınız,” dedi. Gökbilimciler atmosferde ne olduğunu önceden tahmin edemedikleri için, Venüs’te veya Satürn’ün uydusu Titan’da olduğu gibi Webb’in atmosferin neyden yapıldığını belirleme yeteneğini azaltacak bulutlar veya pus olup olmayacağını bilmiyorlar.
Webb bu gezegenlerden birinde bir atmosfer tespit ederse, bir sonraki adım bunun neyden yapıldığını ve bunun bize yüzey hakkında ne söylediğini anlamak olacaktır. Örneğin, Webb küçük bir kayalık ötegezegenin atmosferinde su buharı keşfettiyse, bu, sürekli yeni su molekülleri sağlamak için yüzeyde sıvı bir okyanus olması gerektiği anlamına gelir. Bunun nedeni, yıldızın ultraviyole radyasyonunun su buharı moleküllerini parçalamasıdır. Hidrojenin uzaya yayılması (kayalık ötegezegenler onu tutamayacak kadar küçük olduğundan) ve oksijenin farklı bir elementle reaksiyona girip farklı bir kimyasal bileşik oluşturmasıyla, atmosferdeki su buharını ancak büyük bir su rezervuarı doldurabilir.
Tabii ki, Webb su buharı veya gaz tespit ederse bu potansiyel bir yaşam belirtisi – özellikle karbondioksit, metan veya amonyak—Kaçınılmaz bir soru, uzaylıları keşfettiysek olacaktır.
Bu hikaye için görüşülen tüm gökbilimciler, bu koşullar altında yaşamın mevcut olabileceğine rağmen, Webb’in buna dair ikna edici kanıtlar sağlayamayacağı konusunda uyardı.
“Hayır diyemesem de, sanırım [detecting life is] birçok nedenden dolayı pek olası değil” dedi Espinoza. “Bu sinyalin verilerde olduğu durumda bile, hayatın bu olduğuna dair fikir birliğine varmak gibi, çok karmaşık olacak.”
Böyle bir fikir birliğine varmak, sinyalin sadece verilerdeki rastgele varyasyonlar değil, gerçek olduğuna dair kanıt gerektirecektir. Ek olarak, bilim adamları, gazın yaşamı çağırmadan nasıl orada olabileceğine dair herhangi bir alternatif açıklamayı ekarte etmelidir.
Seager, “Benim düşünceme göre, ötegezegenler hakkında sahip olduğumuz sınırlı bilgi için tüm bunları asla sıralamayacağız” dedi.
Seager, bu varsayımsal senaryoyla ilgili ilk elden deneyime sahiptir. 2020’de o ve diğer bilim adamları rapor edildi o onlar Venüs’ün atmosferinde fosfin keşfetmişti. Fosfinin yaşam dışı kökenleri azdır ve bu nedenle bir atmosferde bol miktarda bulunması yaşamı işaret edebilir. Araştırmalarına yanıt olarakbirden fazla bilimsel makale meydan okundu fosfin gerçekten olup olmadığı verilerde veya önerilen biyolojik olmayan süreçler orada nasıl olabilir. Diğer bilim adamları bu argümanlarda kusurlar buldu ve tartışma hala devam ediyor.
Seager, “Hakkında hiçbir şey bilmediğimiz bir gezegende bu düzeyde karmaşık bir tartışmayı hayal edemiyorum” dedi. “Bazı işaretler bulabiliriz, ancak bu, insanların hiçbir şekilde kanıtlayabileceği bir şey değil.”
Daha fazla kanıt elde etmeye gelince, bu Webb’den sonra gelen önerilen teleskoplara düşecekti. Mikal-Evans, “2040’lar, biyolojik imzaları ciddiye almak için muhtemelen daha gerçekçi bir zaman dilimidir” dedi.
Webb, evrende yalnız olup olmadığımızı cevaplayamayacak olsa da Seager, şunları vurguladı: Webb, diğer yıldızların etrafındaki dünyaları inceleyerek, evrendeki yerimiz ve güneş sistemimizin nasıl oluştuğu konusunda bize yeni bir anlayış sağlayabilir. “Gerçekten ilginç şeyler bulacak,” dedi.
Espinoza, “20 yıl önce bir astronoma bunu sorsaydınız, bunun bilim kurgu olduğunu düşünürlerdi” dedi. “Ama gerçek bilimdir.”
Nick (@NickYoungPER) Ann Arbor, Michigan merkezli serbest çalışan bir bilim yazarıdır. American Association for the Advancement of Science’ın Kitle İletişim Bursu aracılığıyla bilim yazarlığına başladı.