Webb Telescope, dış gezegenlerdeki çeşitli biyo-imzaları görecek kadar güçlü, yeni makaleyi tartışıyor

Başka bir dünyada yaşam bulmak için en iyi umut, kodlanmış mesajları dinlemek veya uzak yıldızlara seyahat etmek değil, ötegezegen atmosferlerinde yaşamın kimyasal belirtilerini tespit etmektir. Bu uzun zamandır umulan başarının genellikle mevcut gözlemevlerimizin ötesinde olduğu düşünülüyor, ancak yeni bir çalışma James Webb Uzay Teleskobu’nun (JWST) bunu başarabileceğini savunuyor.

Şimdiye kadar keşfettiğimiz ötegezegenlerin çoğu geçiş yöntemiyle bulundu. Burası bizim açımızdan bir gezegenin yıldızının önünden geçtiği yerdir. Gezegeni doğrudan gözlemleyemesek de, yıldızın parlaklığının yüzde bir oranında düştüğünü görebiliriz. Zaman içinde yıldızları izledikçe, bir gezegenin varlığına işaret eden düzenli bir parlaklık düşüşü modeli bulabiliriz.

Gezegen yıldız ışığının bir kısmını engellediği için yıldızın parlaklığı azalır. Ama gezegenin de bir atmosferi varsa, bize ulaşmadan önce atmosferden geçecek az miktarda ışık vardır. Atmosferin kimyasal bileşimine bağlı olarak, belirli dalga boyları emilecek ve yıldız ışığının spektrumları içinde absorpsiyon spektrumları oluşturulacaktır. Uzun zamandır atomları ve molekülleri absorpsiyon ve emisyon spektrumlarına göre tanımlayabiliyoruz, bu nedenle prensipte bir gezegenin atmosferik bileşimini geçiş yöntemiyle belirleyebiliyoruz.

Fikir basit olsa da, onu uygulamaya koymak zordur. Birincisi, yıldız ışığı sadece sabit bir ışık akışı değildir. Sinyalde gürültüye neden olan parlamalar, yıldız lekeleri ve diğer türbülanslar vardır. Bu nedenle, sadece gezegen parlaklık düşüşlerini tespit etmek bile zordur. Ve bir gezegen ışığın yüzde birinden daha azını bloke ederken, bir ötegezegenin atmosferinden geçen yıldız ışığı miktarı gerçekten çok küçüktür. Atmosferik spektrumları tespit etmek için son derece ayrıntılı spektrum gözlemleriyle birden fazla geçiş gerekir.

Bunu, su ve organik bileşiklerin varlığını tespit etmek gibi birkaç ötegezegen ile yaptık, ancak bunlar kalın atmosfere sahip büyük gaz gezegenleri için yapıldı. Bunu kayalık Dünya benzeri dünyalarla yapamadık. Teleskoplarımız bunun için yeterince hassas değil. Ancak bu yeni çalışma, arXiv ön baskı sunucusu, JWST’nin atmosferdeki bolluğuna bağlı olarak belirli kimyasal biyo-imzaları tespit edebildiğini gösteriyor.

Ekip, beş geniş Dünya benzeri dünya türü için atmosferik koşulları simüle etti: bir okyanus dünyası, volkanik olarak aktif bir dünya, yüksek bombardıman döneminde kayalık bir dünya, bir süper Dünya ve yaşam ortaya çıktığında Dünya gibi bir dünya. Tüm bu dünyaların beş Dünya atmosferinden daha düşük bir yüzey basıncına sahip olduğunu varsaydılar ve metan, amonyak ve karbon monoksit gibi organik olarak üretilen birkaç molekül için absorpsiyon spektrumlarını hesapladılar. Bu moleküller biyolojik olmayan yöntemlerle de oluşturulabilir, ancak bir kavram kanıtı olarak iyi bir temel oluştururlar.

Oldukça kalın bir atmosfere sahip olan JWST’nin, özellikle de NIRSpec G395M/H cihazının, gezegenin 10 geçişi içinde bu moleküllerin varlığını doğrulayabildiğini buldular. Süper Dünyalar ve kalın atmosfere sahip diğer dünyalar ile yapmak en kolayı olurdu, ancak potansiyel olarak yaşanabilir dünyalar için hala mümkün.

Gerekli geçişlerin sayısı göz önüne alındığında, JWST ile biyo-işaretleri saptamak için en iyi şansımız, potansiyel olarak yaşanabilir birkaç Dünya boyutunda gezegene sahip olan Trappist-1 sistemi gibi kırmızı cüce yıldızların yakın yörüngedeki dünyaları olacaktır. Biyolojik ve biyolojik olmayan kökenler arasındaki örtüşme göz önüne alındığında, JWST gözlemleri yaşamın varlığını doğrulamak için yeterli olmayabilir, ancak bu çalışma, bu yeteneğe çok yakın olduğumuzu gösteriyor.