LIFE misyonunun beş uydusu büyük bir uzay teleskobu oluşturacak şekilde birbirine bağlanıyor. Kredi: ETH Zürih / LIFE girişimi
Dünya üzerinde yaşam gerçekten mümkün. Bu, ETH Zürih’teki Parçacık Fiziği ve Astrofizik Enstitüsü tarafından yürütülen bir çalışmada gösterilmiştir. Elbette araştırmacıların amacı sorunun kendisine cevap vermek değildi. Bunun yerine, planlanan LIFE (Ötegezegenler için Büyük İnterferometre) uzay görevinin başarılı olabileceğini ve planlanan ölçüm prosedürünün işe yaradığını kanıtlamak için Dünya’yı örnek olarak kullandılar.
Yaşamı arıyorum
Beş uydudan oluşan bir ağ ile uluslararası LIFE girişimi ETH Zürih liderliğindeki ekip, bir gün ötegezegenlerde yaşamın izlerini tespit etmeyi umuyor. Boyut ve sıcaklık bakımından Dünya’ya benzeyen ancak diğer yıldızların yörüngesindeki kayalık gezegenler olan Dünya benzeri dış gezegenler hakkında daha ayrıntılı bir çalışma yapmayı amaçlıyor.
Plan, beş küçük uyduyu uzaya yakın bir yere yerleştirmek. James Webb Uzay Teleskobu. Bu uydular birlikte, dış gezegenlerin kızılötesi termal radyasyonunu toplamak için bir girişimölçer görevi görecek büyük bir teleskop oluşturacak. Işığın spektrumu daha sonra bu ötegezegenlerin ve atmosferlerinin bileşimini anlamak için kullanılabilir. LIFE girişimine liderlik eden Sascha Quanz, “Amacımız, ışık spektrumunda ötegezegenlerde yaşamı işaret eden kimyasal bileşikleri tespit etmek” diye açıklıyor.
Mütevazı bir nokta olarak Dünya
Geçtiğimiz günlerde yayımlanan çalışmada Astrofizik Dergisiaraştırmacılar Jean-Noël Mettler, Björn S. Konrad, Sascha P. Quanz ve Ravit Helled, bir LIFE misyonunun bir dünyayı ne kadar iyi karakterize edebileceğini araştırdı. dış gezegenyaşanabilirliği. Bu amaçla Dünya’yı bir ötegezegen gibi ele almaya ve ana gezegenimiz üzerinde gözlemler yapmaya karar verdiler.
Çalışmanın benzersiz yanı, ekibin gelecekteki LIFE misyonunun yeteneklerini simüle edilmiş spektrumlar yerine gerçek spektrum üzerinde test etmesidir. Atmosfer ölçüm cihazlarından birinden alınan verileri kullanma NASAAqua Earth gözlem uydusu, dış gezegenlerin gelecekteki gözlemlerinde kaydedilebileceği gibi, orta-kızılötesi aralıkta Dünya’nın emisyon spektrumlarını oluşturdular.
Projenin merkezinde iki husus vardı. Birincisi, eğer büyük bir uzay teleskopu Dünya’yı uzaydan gözlemleyecek olsaydı, ne tür bir kızılötesi spektrum kaydederdi? Dünya çok uzak bir mesafeden gözlemlendiğinden, deniz veya dağ gibi fark edilebilir özellikleri olmayan, mütevazi bir benek gibi görünecektir. Bu, spektrumun, teleskopun gezegenin hangi görüntülerini ne kadar süreyle yakalayacağına bağlı olarak uzaysal ve zamansal ortalamalar olacağı anlamına gelir.
Perspektif ve mevsimler gözlemleri nasıl etkiler?
Fizikçiler bundan yola çıkarak çalışmalarında ikinci düşünceyi ortaya çıkardılar: Eğer bu ortalama spektrumlar Dünya’nın atmosferi ve yüzey koşulları hakkında bilgi elde etmek için analiz edilirse, sonuçlar hangi şekillerde gözlemsel geometri ve mevsimsel dalgalanmalar gibi faktörlere bağlı olacaktır?
Araştırmacılar üç gözlem geometrisini (kutuplardan iki görünüm ve ek bir ekvator görünümü) dikkate aldılar ve en büyük mevsimsel değişiklikleri hesaba katmak için Ocak ve Temmuz aylarında kaydedilen verilere odaklandılar.
Yaşanabilir bir gezegen olarak başarılı bir tanımlama
Çalışmanın temel bulgusu cesaret verici: LIFE gibi bir uzay teleskopu Dünya gezegenini yaklaşık 30 ışıkyılı uzaklıktan gözlemleseydi, ılıman ve yaşanabilir bir dünyanın işaretlerini bulurdu. Ekip, atmosferdeki CO gazlarının konsantrasyonlarını tespit edebildi2Dünya atmosferinin kızılötesi spektrumundaki su, ozon ve metanın yanı sıra suyun oluşumunu kolaylaştıran yüzey koşulları. Ozon ve metanın varlığı, bu gazların Dünya’nın biyosferi tarafından üretilmesi nedeniyle özellikle önemlidir.
Araştırmacıların gösterdiği gibi bu sonuçlar gözlem geometrisinden bağımsızdır. Bu iyi bir haber çünkü Dünya benzeri ötegezegenlerin gelecekteki gözlemleri için kesin gözlem geometrisi muhtemelen bilinmeyecek.
Ancak mevsimsel dalgalanmalar karşılaştırıldığında sonuç daha az aydınlatıcıydı. Quanz, “Atmosferik mevsimsellik kolayca gözlemlenemese bile, çalışmamız yeni nesil uzay görevlerinin, yakındaki ılıman karasal ötegezegenlerin yaşanabilir, hatta yaşanabilir olup olmadığını değerlendirebileceğini gösteriyor” diyor.
Referans: “Bir Dış Gezegen Olarak Dünya. III. Dünya-İkizi Ötegezegenin Atmosferden Geri Alınması İçin Ampirik Termal Emisyon Spektrasını Bir Girdi Olarak Kullanmak”, Jean-Noël Mettler, Björn S. Konrad, Sascha P. Quanz ve Ravit Helled, 26 Şubat 2024, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad198b