Wie kann man verstehen, ob ein Planet für das Leben geeignet ist? Teleskope, die ein Lebewesen auf einem anderen Planeten sehen können, auch wenn es sehr groß ist, werden in naher Zukunft nicht erwartet.
Das erste, was mir in den Sinn kommt, ist, ob die Temperatur auf dem Planeten richtig ist, damit Wasser in flüssigem Zustand darauf existiert. So entstand das Konzept der "bewohnbaren Zone". Astronomen suchen und finden Planeten in den bewohnbaren Zonen verschiedener Sterne.
Und natürlich ist es sehr wichtig zu verstehen, ob es Substanzen gibt, die für das Leben auf dem Planeten notwendig sind. Zum Beispiel ist es die reiche Chemie des Saturnmondes Titan, die Wissenschaftler vermuten lässt, dass das Leben bereits jetzt da ist oder in Zukunft entstehen könnte. Um des potenziellen Wohlstands dieses Lebens willen wurde der noch funktionierende Cassini-Apparat sogar zerstört.
Sie können jedoch keine Sonde mit chemischen Analysegeräten zum Planeten eines außerirdischen Sterns senden (zumindest noch nicht). Woher kennst du dann die Chemie der fernen Welt? Natürlich durch Untersuchung des Strahlungsspektrums eines fernen Planeten. (Auf diese Weise hat Hubble übrigens vor nicht allzu langer Zeit Wasser auf erdähnlichen Planeten entdeckt.) Außerdem sollte man nicht im sichtbaren Bereich suchen. Die Infrarotastronomie, über die wir kürzlich gesprochen haben, ist in dieser Angelegenheit viel effektiver.
Viele chemische Verbindungen haben ihre eigenen "Signaturen" im Infrarotbereich - "Peaks" und "Dips" im Spektraldiagramm (entsprechend der Emission und Absorption von Strahlung einer bestimmten Wellenlänge und ähnlich dünnen Linien). Auf diesen Spuren können die notwendigen Substanzen identifiziert werden.
Natürlich interessieren sich Wissenschaftler hauptsächlich für Sauerstoff, Methan, Ozon, Wasserdampf, Kohlendioxid und Lachgas (N2O). Übrigens waren es lebende Organismen, die einst die "Sauerstoffrevolution" auf der Erde machten. Es ist jedoch schwierig, die Linien dieser Gase zu beobachten, da dies viele Tage Beobachtungszeit erfordert. Und Astronomen sind immer Mangelware, weil es weit weniger Werkzeuge und Mittel gibt als interessante Aufgaben.
Ein Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Vladimir Airapetian von der NASA hat einen neuen Weg zur Suche nach Planeten mit bewohnbarer Chemie vorgeschlagen. Es werden "Signaturen" verwendet, die viel einfacher zu erkennen sind. Aber wie immer gibt es eine Nuance: Sie treten nur aufgrund von Sternstürmen auf.
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Wir haben ausführlich über die koronalen Massenauswürfe geschrieben, mit denen die Sonne regelmäßig "spuckt". Aufgrund ihres Magnetfeldes haben sie wenig Einfluss auf die Erde (der Mars hatte übrigens weniger Glück). Aber das liegt daran, dass unsere Leuchte reif und ruhig ist.
Junge aktive Sterne, ähnlich der Sonne oder etwas kälter (Spektralklassen G und K), haben stärkere und häufigere Auswürfe. Daher können geladene Teilchen, die in die Atmosphäre des Planeten eindringen, darin rascheln. Darauf stützt sich die neue Methode.
Unter der Einwirkung von Sternwindpartikeln werden Wassermoleküle (H2O) in Hydroxylmoleküle (OH-) umgewandelt. Gleichzeitig wird Luftstickstoff zu seinem Monoxid (NO) oxidiert. Diese beiden Substanzen haben sehr klare Infrarotsignaturen.
Gibt es genug davon, um von der Erde aus "gesehen" zu werden? Um diese Frage zu beantworten, haben die Forscher ein Modell angepasst, das seit Jahrzehnten in der Physik der Atmosphäre verwendet wird. Dieses Modell sagt die Reaktion der Ozonschicht der Erde auf koronale Massenemissionen voraus. Hayrapetyans Gruppe hat es geschafft, es an die neue Aufgabe anzupassen. Darüber hinaus verwendeten die Autoren Daten aus dem TIMED-Raumschiff, das die Zusammensetzung und Temperatur der Erdatmosphäre untersucht.
Computermodelle unter Verwendung von "Weltraum" -Daten haben gezeigt, dass in der Atmosphäre eines erdähnlichen Planeten, der sich jedoch um einen aktiven Stern dreht, viele "Signalsubstanzen" gebildet werden. So viele, dass ein Infrarot-Teleskop mit einem Durchmesser von nur 15 bis 25 Zentimetern sie in zwei Stunden Beobachtung in der Atmosphäre nahegelegener Exoplaneten unterscheiden konnte.
Ein solches Signal würde bedeuten, dass Sauerstoff, Stickstoff (der wichtigste Bestandteil von Proteinen) und Wasserdampf auf dem Planeten vorhanden sind und sogar der atmosphärische Druck nahe am Erddruck liegt. Dies bedeutet, dass eine solche Welt bewohnt werden kann.
Wenn das Signal jedoch zu stark ist, ist dies kein gutes Zeichen. Dies bedeutet schließlich, dass der Planet kein Magnetfeld hat, das fast den gesamten Sternwind zurückhalten würde (und dies ist notwendig, damit Lebewesen auf dem Planeten nicht an Strahlung sterben). Daher zeigt ein "moderates" Signal an, dass der Planet für das Leben geeignet ist.
Ein wissenschaftlicher Artikel mit den Ergebnissen der Forschung wurde in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht.
