Najnovija generacija naprednih teleskopa mogla bi značajno unaprijediti potragu za potencijalnim izvanzemaljskim životom, temeljito analizirajući atmosfere obližnjih egzoplaneta, prema nedavnim istraživanjima. U časopisu The Astronomical Journal nedavno je objavljen rad u kojem tim astronoma sa Sveučilišta u Ohiju detaljno opisuje kako budući teleskopi mogu detektirati kemijske tragove kisika, ugljičnog dioksida, metana i vode na deset stjenovitih egzoplaneta. Ovi elementi, prisutni i u Zemljinoj atmosferi, ključni su biopotpisi koji mogu pružiti esencijalne znanstvene dokaze o postojanju života.
Studija je pokazala da su ti teleskopi iznimno sposobni za identifikaciju potencijalnih biopotpisa na dva bliža svijeta, Proxima Centauri b i GJ 887 b. Od ta dva, rezultati ukazuju da bi samo za Proxima Centauri b teleskopi mogli otkriti prisutnost ugljičnog dioksida, ako bi bio prisutan. Iako dosad nijedan egzoplanet nije pronađen da u potpunosti odgovara ranim uvjetima Zemlje za život, ova studija sugerira da bi takve jedinstvene Super Zemlje – planeti veći od Zemlje, ali manji od Neptuna – mogle biti idealni ciljevi za buduće istraživačke misije.
Učinkovitost specijaliziranih instrumenata
U nastojanju da prošire potragu za naseljivim planetima, Huihao Zhang, glavni autor studije i student više godine astronomije na Sveučilištu u Ohiju, te njegovi kolege, istraživali su učinkovitost specijaliziranih instrumenata za slikanje, poput svemirskog teleskopa James Webb (JWST) i ostalih iznimno velikih teleskopa (Extremely Large Telescopes ili ELT), uključujući European Extremely Large Telescope, Thirty-Meter-Telescope i Giant Magellan Telescope u izravnom snimanju egzoplaneta.
“Ne svaki planet je pogodan za izravno slikanje, ali upravo zato simulacije pružaju grubu predodžbu o tome što bi ELT-i mogli postići i koje obećanja donose nakon što budu izgrađeni,” objasnio je Zhang.
Direktna metoda snimanja egzoplaneta uključuje upotrebu koronografa ili zvjezdanog zaslona za blokiranje svjetlosti matične zvijezde, čime se znanstvenicima omogućuje hvatanje slike novog svijeta u orbiti. Budući da je njihovo lociranje na ovaj način teško i dugotrajno, istraživači su željeli vidjeti koliko dobro ELT teleskopi mogu odgovoriti na taj izazov. Za tu svrhu testirali su sposobnost instrumenata svakog teleskopa da razlikuju univerzalnu pozadinsku buku od planetarne buke koju su ciljali snimiti prilikom detekcije biopotpisa; što je veći omjer signala prema buci, lakše se može detektirati i analizirati valna duljina planeta.
Rezultat
Rezultati su pokazali da je izravni način snimanja jednog od instrumenata Europskog ELT-a, nazvanog Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph, bio učinkovitiji za tri planeta (GJ 887 b, Proxima b i Wolf 1061 c) u identifikaciji prisutnosti metana, ugljičnog dioksida i vode, dok je njegov instrument High Angular Resolution Monolithic Optical and Near-infrared Integral field spectrograph mogao detektirati metan, ugljični dioksid, kisik i vodu, ali je zahtijevao znatno više vremena ekspozicije.
Osim toga, s obzirom na to da su ovi zaključci uspoređeni s trenutnim svemirskim mogućnostima JWST-a, Zhang napominje: “Teško je reći jesu li svemirski teleskopi bolji od zemaljskih jer se značajno razlikuju u svojim okruženjima, lokacijama i utjecajima na promatranja.”
Studija je otkrila da je GJ 887 b jedan od najpogodnijih ciljeva za izravno snimanje ELT-a zbog svoje lokacije i veličine koja rezultira posebno visokim omjerom signala prema buci, dok su za neke planete u tranzitu, kao što je sustav TRAPPIST-1, JWST-ove tehnike za proučavanje atmosfera prikladnije za detekciju nego izravno snimanje s ELT-ima na Zemlji.
Učinkovitost budućih astronomskih alata
No, budući da se studija oslanjala na konzervativnije pretpostavke s podacima, Zhang ističe da bi stvarna učinkovitost budućih astronomskih alata mogla iznenaditi znanstvenike. Ji Wang, suautor studije i docent astronomije na Sveučilištu u Ohiju, dodaje: “Važnost simulacija, posebno za misije koje koštaju milijarde dolara, ne može se dovoljno naglasiti. Ne samo da se mora izgraditi hardver, već se također ulažu veliki napori u simuliranje izvedbe kako bi se postigli ti veličanstveni rezultati.”
Vjerojatno je da ELT-ovi neće biti dovršeni do kraja desetljeća, pa će sljedeći koraci istraživača biti usmjereni na simulaciju koliko dobro budući instrumenti ELT-a mogu istražiti složenosti atmosfere našeg planeta, prepune dokaza o životu.
Wang zaključuje: “Želimo vidjeti do koje mjere možemo detaljno proučavati našu atmosferu i koliko informacija možemo iz nje izvući. Jer ako ne možemo odgovoriti na pitanja o nastanjivosti s našom atmosferom, onda nećemo moći početi odgovarati na ta pitanja u vezi s drugim planetima.”
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
