JWST, ötegezegenlerdeki yaşamın parmak izlerini tespit edebildiğini gösterdi

hayatın bileşenleri tüm evrene yayılmış. Evrende yaşamın olduğu bilinen tek yer Dünya iken, dünya dışı yaşamın keşfi ana amaç İtibaren modern astronomi Ve gezegen bilimi.

Biz okuyan iki alimiz dış gezegenler Ve astrobiyoloji. Büyük ölçüde James Webb gibi yeni nesil teleskoplar sayesinde, bizim gibi araştırmacılar yakında diğer yıldızların etrafındaki gezegenlerin atmosferlerinin kimyasal bileşimini ölçebilecekler. Umarım, bu gezegenlerden bir veya daha fazlası yaşam için kimyasal bir parmak izine sahip olacaktır.

Yaşanabilir dış gezegenler

hayat Güneş sisteminde var olabilir Sıvı suyun olduğu yerler – örneğin Mars’taki akiferler veya Jüpiter’in uydusu Europa’nın okyanusları gibi. Ancak, ulaşılması ve tespit edilmesi zor olduğu için bu yerlerde yaşam aramak çok zordur, fiziksel örnekleri geri göndermek için bir sonda gönderilmesini gerektirir.

Birçok gökbilimci bir dosya olduğuna inanıyor. Diğer yıldızların yörüngesinde dönen gezegenlerde iyi yaşam şansıVe bu yer olabilir Önce hayat bulunacak.

Teorik hesaplamalar yakın bir şey olduğunu gösteriyor 300 milyon potansiyel olarak yaşanabilir gezegen Samanyolu’nda tek başına ve Dünya büyüklüğünde birçok yaşanabilir gezegen Dünya’dan sadece 30 ışıkyılı içinde – esasen insanlığın galaksideki komşuları. Şimdiye kadar astronomlar 5.000’den fazla ötegezegeni keşfedinpotansiyel olarak yaşanabilir olanlar da dahil olmak üzere, dolaylı yöntemler Bu, bir gezegenin yakındaki yıldızını nasıl etkilediğini ölçer. Bu ölçümler, gökbilimcilere bir ötegezegenin kütlesi ve boyutu hakkında bilgi sağlayabilir, ancak bundan daha fazlasını sağlamaz.

Biyo imza arıyorum

Astrobiyologlar, uzak bir gezegende yaşamı keşfetmek için mevcut yıldız ışığını inceleyecekler. Gezegenin yüzeyi veya atmosferi ile etkileşime geçin. Atmosfer veya yüzey yaşam tarafından dönüştürülürse, ışık ‘biyoimza’ adı verilen bir ipucu taşıyabilir.

Dünya, varlığının ilk yarısında basit, tek hücreli yaşama ev sahipliği yapmasına rağmen oksijenden yoksun bir atmosfere sahipti. Bu erken dönemde Dünya’nın hayati ayak izi çok zayıftı. Bu aniden değişti 2.4 milyar yıl önce Yeni bir alg ailesi evrimleştiğinde. Algler, başka herhangi bir elemente kimyasal olarak bağlı olmayan serbest oksijen – oksijen üreten fotosentez kullandı. O andan itibaren, Dünya’nın oksijenle dolu atmosferi, içinden geçen ışık üzerinde güçlü ve kolayca saptanabilir bir yaşamsal iz bıraktı.

Işık bir malzemenin yüzeyinden yansıdığında veya bir gazdan geçtiğinde, belirli dalga boylarının gazda veya malzemenin yüzeyinde diğerlerinden daha fazla hapsolmuş kalması daha olasıdır. Işığın dalga boylarının bu seçici uyumu, nesnelerin farklı renklerinin nedenidir. Yapraklar yeşildir çünkü klorofil, kırmızı ve mavi dalga boylarındaki ışığı emmede özellikle iyidir. Işık kağıda çarptığında, kırmızı ve mavi dalga boyları emilir ve çoğunlukla yeşil ışığın gözlerinize geri dönmesini sağlar.

Kayıp ışığın modeli, ışığın etkileşime girdiği malzemenin spesifik bileşimi tarafından belirlenir. Bu nedenle gökbilimciler, bir gezegenden gelen ışığın belirli rengini ölçerek, bir ötegezegenin atmosferinin veya yüzeyinin bileşimi hakkında bir şeyler öğrenebilirler.

Bu yöntem, oksijen veya metan gibi yaşamla ilişkili belirli atmosferik gazların varlığını belirlemek için kullanılabilir, çünkü bu gazlar ışıkta çok özel sinyaller bırakır. Bir gezegenin yüzeyindeki garip renkleri tespit etmek için de kullanılabilir. Örneğin, Dünya’da bitkiler klorofil ve fotosentezdeki diğer pigmentler ve algler belirli dalga boylarında ışık kullanır. Bu boyalar Ayırt edici renk üretimi Hassas bir kızılötesi kamera kullanılarak tespit edilebilir. Bu rengin uzak bir gezegenin yüzeyinden yansıdığını görürseniz, muhtemelen klorofilin varlığına işaret eder.

Uzayda ve Dünya’da teleskoplar

Potansiyel olarak yaşanabilir bir ötegezegenden gelen ışıktaki bu ince değişiklikleri tespit etmek için inanılmaz derecede güçlü bir teleskop gerekir. Şu anda, böyle bir başarıya sahip tek teleskop yeni teleskoptur. James Webb Uzay Teleskobu. olduğu gibi Bilimsel operasyonlar başladı Temmuz 2022’de James Webb sevimli bir okuma yaptı Gaz devi ötegezegen WASP-96b. Spektrum, su ve bulutların varlığını gösterdi, ancak WASP-96b gibi büyük, sıcak bir gezegenin yaşama ev sahipliği yapması pek olası değil.

Ancak bu erken veriler, James Webb’in ötegezegenlerden gelen ışıkta zayıf kimyasal sinyalleri tespit edebildiğini gösteriyor. Önümüzdeki aylarda Webb, aynalarını TRAPPIST-1eDünya’dan sadece 39 ışıkyılı uzaklıkta, potansiyel olarak yaşanabilir Dünya boyutunda bir gezegen.

Webb, ev sahibi yıldızlarının önünden geçen gezegenleri inceleyerek ve yakalayarak biyometri arayabilir. Gezegenin atmosferinden akan yıldız ışığı. Ancak Webb, yaşamı aramak için tasarlanmamıştır, bu nedenle teleskop, potansiyel olarak yaşanabilir en yakın dünyalardan yalnızca birkaçını inceleme yeteneğine sahiptir. Ayrıca yapılan değişiklikleri algılayabilir. Atmosferdeki karbondioksit, metan ve su buharı seviyeleri. Bu gazların belirli kombinasyonları Hayat önerebilirWebb, yaşamın en güçlü göstergesi olan bağlanmamış oksijenin varlığını tespit edemez.

Gelecekteki uzay teleskopları için öncü kavramlar ve daha da güçlüsü, gezegenden yansıyan yıldız ışığını tespit etmek için Dünya’nın ev sahibi yıldızının parlak ışığını engelleme planlarını içerir. Bu fikir, bir şeyi uzaktan daha iyi görmek için güneş ışığını engellemek için elinizi kullanmaya benzer. Gelecekteki uzay teleskopları, bunu yapmak için küçük iç mekan maskeleri veya büyük, paraşüt benzeri bir dış uzay aracı kullanabilir. Yıldız ışığı engellendiğinde, bir gezegenden yansıyan ışığı incelemek çok daha kolaydır.

Ayrıca şu anda yapım aşamasında olan ve biyometrik parmak izlerini arayabilecek üç büyük yer tabanlı teleskop var: Dev Macellan Teleskobu, Otuz metre teleskop ve avrupa çok büyük teleskop. Her biri Dünya’daki teleskoplardan çok daha güçlüdür ve Dünya’nın atmosferini bozan yıldız ışığı tarafından engellense de, bu teleskoplar oksijen aramak için en yakın dünyaların atmosferlerini keşfedebilir.

Biyoloji mi yoksa jeoloji mi?

Astrobiyologlar, önümüzdeki on yıllarda en güçlü teleskopları kullansalar bile, yalnızca yaşam tarafından tamamen değiştirilen dünyaların ürettiği güçlü biyo-imzaları tespit edebilecekler.

Ne yazık ki, karasal yaşam tarafından salınan gazların çoğu biyolojik olmayan süreçlerle de üretilebilir – inekler ve volkanlar metan salmaktadır. Fotosentez oksijen üretir, ancak güneş ışığı da su moleküllerini oksijen ve hidrojene böldüğünde bunu yapar. orada Gökbilimcilerin bazı yanlış pozitifleri tespit etmesi için iyi bir şans Uzak bir yaşam ararken. Yanlış pozitifleri ekarte etmeye yardımcı olmak için, gökbilimcilerin ilginç bir gezegen olup olmadığını anlayacak kadar iyi anlamaları gerekecek. Jeolojik veya atmosferik süreçler bir biyo-imzayı taklit edebilir.

Yeni nesil ötegezegen çalışmaları, dünya ölçeğini aşma potansiyeline sahiptir. Olağandışı kanıt Yaşamın varlığını kanıtlama ihtiyacı. James Webb Uzay Teleskobu’ndan gelen ilk veri yayını, bize yakında gerçekleşecek olan heyecan verici ilerleme hakkında bir fikir veriyor.

Chris EmbiSeçkin Üniversite Astronomi Profesörü, Arizona Üniversitesi Ve Daniel AbayAstronomi ve gezegen bilimleri profesörü, Arizona Üniversitesi

Bu makale şuradan yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons Lisansı altında. Okumak orijinal makale.