Hvordan kan man forstå, hvis en planet er egnet til livet? Teleskoper, der er i stand til at se en levende væsen på en anden planet, selvom den er meget stor, forventes ikke i den nærmeste fremtid.
Den første ting, der kommer til at tænke på, er, om temperaturen på planeten er rigtig for, at der findes vand på den i en flydende tilstand. Sådan virkede begrebet "beboelig zone". Astronomer søger og finder planeter i de beboelige zoner i forskellige stjerner.
Og selvfølgelig er det meget vigtigt at forstå, om der er stoffer, der er nødvendige for livet på planeten. For eksempel er det den rige kemi fra Saturns måne Titan, der får forskere til at mistænke, at der allerede findes liv nu eller kan opstå i fremtiden. Af hensyn til den potentielle velstand i dette liv blev det stadig fungerende Cassini-apparat endda ødelagt.
Men du kan ikke sende en sonde med kemiske analysatorer til planeten for en fremmed stjerne (i det mindste endnu ikke). Hvordan kender du så den fjerne verdens kemi? Selvfølgelig ved at undersøge spektret af stråling, der kommer fra en fjern planet. (I øvrigt var det sådan, Hubble opdagede vand på jordlignende planeter for ikke så længe siden.) Desuden skulle man ikke søge i det synlige interval. Infrarød astronomi, som vi for nylig talte om, er meget mere effektiv til at hjælpe i denne sag.
Mange kemiske forbindelser har deres egne "signaturer" i det infrarøde område - "toppe" og "dypp" på spektrumgrafen (svarende til emission og absorption af stråling i en bestemt bølgelængde og svarer til tynde linier). Det er på disse spor, at de nødvendige stoffer kan identificeres.
Naturligvis er forskere primært interesseret i ilt, metan, ozon, vanddamp, kuldioxid og nitrogenoxid (N2O). I øvrigt var det levende organismer, der engang gjorde "iltrevolutionen" på Jorden. Det er imidlertid vanskeligt at observere linjerne for disse gasser; det kræver mange dages observationstid. Og astronomer er altid mangelvare, fordi der er langt færre værktøjer og finansiering end interessante opgaver.
Et team af forskere ledet af Vladimir Airapetian fra NASA har foreslået en ny måde at søge efter planeter med beboelig kemi. Det bruger "underskrifter", der er meget lettere at registrere. Men som sædvanligt er der en nuance: De vises kun på grund af stjernestorme.
Salgsfremmende video:
Vi skrev i detaljer om de koronale masseudskydninger, som Solen regelmæssigt "spytter" med. På grund af dets magnetiske felt har de ringe indflydelse på Jorden (for øvrig var Mars mindre heldige). Men dette er fordi vores lys er moden og rolig.
Unge aktive stjerner, der ligner solen eller lidt koldere (spektralklasser G og K), har stærkere og hyppigere udkast. Derfor er ladede partikler, der bryder ind i planetens atmosfære, i stand til at gøre en rasling i den. Dette er, hvad den nye metode er afhængig af.
Under virkningen af stjernevindpartikler omdannes vandmolekyler (H2O) til hydroxylmolekyler (OH-). Samtidig oxideres atmosfærisk nitrogen til dets monoxid (NO). Disse to stoffer har meget klare infrarøde signaturer.
Er der nok af dem til at blive "set" fra Jorden? For at besvare dette spørgsmål tilpassede forskerne en model, der har været anvendt i atmosfærisk fysik i årtier. Denne model forudsiger jordens ozonlags reaktion på koronale masseemissioner. Hayrapetyans gruppe formåede at tilpasse den til den nye opgave. Derudover brugte forfatterne data fra TIMED-rumfartøjet, der studerer sammensætningen og temperaturen i Jordens atmosfære.
Computermodellering med brug af "rumdata" har vist, at der i atmosfæren på en planet, der ligner Jorden, men drejer sig om en aktiv stjerne, dannes en masse "signalstoffer". Så mange, at et infrarødt teleskop med en diameter på kun 15-25 centimeter kunne skelne dem i atmosfæren på nærliggende eksoplaneter i to timers observation.
Et sådant signal ville betyde, at ilt, nitrogen (den vigtigste bestanddel af proteiner) og vanddamp er til stede på planeten, og selv atmosfæretrykket ligger tæt på Jordens. Dette betyder, at en sådan verden kan beboes.
Hvis signalet imidlertid er for stærkt, bød det ikke godt. Når alt kommer til alt betyder dette, at planeten ikke har et magnetfelt, der vil holde næsten al den stellare vind tilbage (og dette er nødvendigt, så levende væsener på planeten ikke dør af stråling). Derfor indikerer et "moderat" signal, at planeten er velegnet til liv.
En videnskabelig artikel med resultaterne af forskningen blev offentliggjort i tidsskriftet Scientific Reports.