Gökbilimciler, uzaylı yaşamı aramak için uzak gezegenlerin atmosferlerinde ipuçları arayacak.

Yaşam için malzemeler şunlardır evrene yayılmış. Dünya, evrende yaşamın olduğu bilinen tek yer olsa da, Dünya’nın ötesindeki yaşamı tespit etmek bir ana hedef nın-nin modern astronomi ve gezegen bilimi.

Biz çalışan iki bilim insanıyız ötegezegenler ve astrobiyoloji. Büyük ölçüde James Webb gibi yeni nesil teleskoplar sayesinde, bizim gibi araştırmacılar yakında diğer yıldızların etrafındaki gezegenlerin atmosferlerinin kimyasal yapısını ölçebilecekler. Umut, bu gezegenlerden birinin veya daha fazlasının kimyasal bir yaşam imzasına sahip olmasıdır.

yaşanabilir ötegezegenler

Hayat güneş sisteminde var olabilir sıvı suyun olduğu yerde – Mars’taki yeraltı akiferleri veya Jüpiter’in uydusu Europa’nın okyanuslarındaki gibi. Bununla birlikte, bu yerlerde yaşam aramak inanılmaz derecede zordur, çünkü bunlara ulaşmak zordur ve yaşamı tespit etmek, fiziksel örnekleri geri göndermek için bir sonda gönderilmesini gerektirir.

Birçok gökbilimci, bir diğer yıldızların yörüngesinde dönen gezegenlerde yaşamın var olma şansıve muhtemelen orası hayat ilk bulunacak.

Teorik hesaplamalar, etrafta olduğunu gösteriyor 300 milyon potansiyel olarak yaşanabilir gezegen Samanyolu galaksisinde yalnız ve birkaç yaşanabilir Dünya boyutunda gezegen Dünya’nın sadece 30 ışıkyılı içinde – esasen insanlığın galaktik komşuları. Şimdiye kadar, gökbilimciler 5.000’den fazla ötegezegen keşfettipotansiyel olarak yaşanabilir olanlar da dahil olmak üzere, dolaylı yöntemler Bu, bir gezegenin yakındaki yıldızını nasıl etkilediğini ölçer. Bu ölçümler, gökbilimcilere bir ötegezegenin kütlesi ve boyutu hakkında bilgi verebilir, ancak başka bir şey değil.

Biyoimza aramak

Astrobiyologlar, uzak bir gezegendeki yaşamı tespit etmek için yıldız ışığını inceleyecekler. bir gezegenin yüzeyi veya atmosferi ile etkileşime girdi. Atmosfer veya yüzey yaşam tarafından dönüştürülmüşse, ışık “biyo-imza” adı verilen bir ipucu taşıyabilir.

Dünya, basit, tek hücreli yaşama ev sahipliği yapmasına rağmen, varlığının ilk yarısında oksijensiz bir atmosfere sahipti. Bu erken dönemde Dünya’nın biyolojik imzası çok zayıftı. Bu aniden değişti 2.4 milyar yıl önce yeni bir alg ailesi evrimleştiğinde. Algler, başka herhangi bir elemente kimyasal olarak bağlı olmayan serbest oksijen-oksijen üreten bir fotosentez işlemi kullandı. O zamandan beri, Dünya’nın oksijenle dolu atmosferi, içinden geçen ışıkta güçlü ve kolayca saptanabilir bir biyolojik imza bıraktı.

Işık bir malzemenin yüzeyinden yansıdığında veya bir gazdan geçtiğinde, ışığın belirli dalga boylarının gaz veya malzemenin yüzeyinde diğerlerinden daha fazla hapsolmuş kalması daha olasıdır. Işığın dalga boylarının bu seçici şekilde yakalanması, nesnelerin farklı renkler olmasının nedenidir. Yapraklar yeşildir çünkü klorofil, kırmızı ve mavi dalga boylarındaki ışığı emmede özellikle iyidir. Işık bir yaprağa çarptığında, kırmızı ve mavi dalga boyları emilir ve çoğunlukla yeşil ışığın gözlerinize geri dönmesini sağlar.

Eksik ışığın modeli, ışığın etkileşime girdiği malzemenin spesifik bileşimi ile belirlenir. Bu nedenle, gökbilimciler, özünde, bir gezegenden gelen ışığın belirli rengini ölçerek, bir ötegezegenin atmosferinin veya yüzeyinin bileşimi hakkında bir şeyler öğrenebilirler.

Bu yöntem, oksijen veya metan gibi yaşamla ilişkili belirli atmosferik gazların varlığını tanımak için kullanılabilir, çünkü bu gazlar ışıkta çok özel imzalar bırakır. Bir gezegenin yüzeyindeki tuhaf renkleri tespit etmek için de kullanılabilir. Örneğin Dünya’da, klorofil ve bitkilerin ve alglerin fotosentez için kullandığı diğer pigmentler, ışığın belirli dalga boylarını yakalar. Bu pigmentler karakteristik renkler üretmek hassas bir kızılötesi kamera kullanılarak tespit edilebilir. Bu rengin uzak bir gezegenin yüzeyinden yansıdığını görseydiniz, bu potansiyel olarak klorofilin varlığına işaret ederdi.

Uzayda ve Dünya’da teleskoplar

Potansiyel olarak yaşanabilir bir ötegezegenden gelen ışıktaki bu ince değişiklikleri tespit etmek için inanılmaz derecede güçlü bir teleskop gerekir. Şimdilik, böyle bir başarıya sahip tek teleskop, yeni James Webb Uzay Teleskobu. Onun gibi bilim operasyonlarına başladı Temmuz 2022’de James Webb, gaz devi ötegezegen WASP-96b. Spektrum, su ve bulutların varlığını gösterdi, ancak WASP-96b kadar büyük ve sıcak bir gezegenin yaşama ev sahipliği yapması olası değildir.

Ancak bu erken veriler, James Webb’in ötegezegenlerden gelen ışıkta zayıf kimyasal imzaları tespit edebildiğini gösteriyor. Önümüzdeki aylarda Webb, aynalarını TRAPPIST-1eDünya’dan sadece 39 ışıkyılı uzaklıkta, potansiyel olarak yaşanabilir Dünya boyutunda bir gezegen.

Webb, ev sahibi yıldızlarının önünden geçen gezegenleri inceleyerek ve onları yakalayarak biyo-imzalar arayabilir. gezegenin atmosferinden süzülen yıldız ışığı. Ancak Webb, yaşamı aramak için tasarlanmamıştır, bu nedenle teleskop yalnızca en yakın potansiyel olarak yaşanabilir dünyalardan birkaçını inceleyebilir. Ayrıca yalnızca değişiklikleri algılayabilir atmosferdeki karbondioksit, metan ve su buharı seviyeleri. Bu gazların belirli kombinasyonları hayat önerebilirWebb, yaşam için en güçlü sinyal olan bağlanmamış oksijenin varlığını tespit edemez.

Gelecek için önde gelen kavramlar, daha da güçlü, uzay teleskopları, gezegenden yansıyan yıldız ışığını ortaya çıkarmak için bir gezegenin ev sahibi yıldızının parlak ışığını engelleme planlarını içerir. Bu fikir, uzaktaki bir şeyi daha iyi görmek için güneş ışığını engellemek için elinizi kullanmaya benzer. Gelecekteki uzay teleskopları, bunu yapmak için küçük, dahili maskeler veya büyük, harici, şemsiye benzeri uzay aracı kullanabilir. Yıldız ışığı engellendiğinde, bir gezegenden yansıyan ışığı incelemek çok daha kolay hale gelir.

Ayrıca şu anda yapım aşamasında olan ve biyo-imzaları arayabilecek üç devasa, yer tabanlı teleskop var: Dev Magellen Teleskobu, Otuz Metre Teleskop ve Avrupa Son Derece Büyük Teleskop. Her biri, Dünya’daki mevcut teleskoplardan çok daha güçlüdür ve Dünya’nın atmosferinin yıldız ışığını bozmasına rağmen, bu teleskoplar oksijen için en yakın dünyaların atmosferlerini araştırabilir.

Biyoloji mi yoksa jeoloji mi?

Astrobiyologlar, önümüzdeki on yılların en güçlü teleskoplarını kullansalar bile, yalnızca yaşam tarafından tamamen dönüştürülmüş dünyaların ürettiği güçlü biyo-imzaları tespit edebilecekler.

Ne yazık ki, karasal yaşam tarafından salınan gazların çoğu biyolojik olmayan süreçler tarafından da üretilebilir – hem inekler hem de volkanlar metan salmaktadır. Fotosentez oksijen üretir, ancak güneş ışığı da su moleküllerini oksijen ve hidrojene böldüğünde yapar. Var astronomların bazı yanlış pozitifleri tespit etmesi için iyi bir şans uzak yaşam ararken. Yanlış pozitifleri ekarte etmeye yardımcı olmak için, gökbilimcilerin ilgilenilen bir gezegeni, gezegenin gerçek olup olmadığını anlayacak kadar iyi anlamaları gerekecektir. jeolojik veya atmosferik süreçler bir biyo-imzayı taklit edebilir.

Yeni nesil ötegezegen çalışmaları, dünyanın çıtasını geçme potansiyeline sahiptir. olağanüstü kanıt yaşamın varlığını kanıtlamak için gereklidir. James Webb Uzay Teleskobu’ndan ilk veri yayını, bize yakında gerçekleşecek olan heyecan verici ilerleme hakkında bir fikir veriyor.

Bu makale şuradan yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak orijinal makale.