При поиске жизни за пределами нашей системы некоторые экзопланеты светятся ярче других. Новое исследование решило положиться на изучение атмосферных слоев. Для этого используют гигантские облака звездного материала и высвобожденные в пространство лучи.
Ранее ученые искали потенциальные биосигналы – побочные продукты жизнедеятельности, вроде кислорода и метана, скапливающихся в атмосфере. Но на это уходит много времени. Новый метод концентрируется на более глубоких подписях, которые легче найти при меньшем количестве ресурсов.
Речь идет о поиске молекул, созданных из фундаментальных предпосылок к молекулярному азоту (78% нашей атмосферы). Они наделены мощной ИК-излучающей способностью, что увеличивает шансы на обнаружение.
Земная жизнь намекает на то, что стоит искать богатые на водяной пар, кислород и азот атмосферы. Последние два элемента перемещаются стабильно в молекулярной форме. Но возле активной карликовой звезды экстремальная космическая погода создает разные химические реакции, которые можно использовать как индикаторы атмосферного состава.
Солнечные звезды в юном возрасте лишены покоя и высвобождают мощные извержения, выбрасывающие частички на световых скоростях. Но желтые и оранжевые звезды (прохладнее нашей) способны поддерживать эти процессы миллиарды лет.
Когда частички приближаются к экзопланете, то наполняют атмосферу необходимой энергией, чтобы разделить молекулярный азот и кислород на отдельные атомы. Далее реактивные атомы азота и кислорода производят целую цепочку реакций, которые создают атмосферные маяки.
На рисунке изображен звездный свет, освещающий атмосферу экзопланеты. Когда лучи проходят сквозь атмосферу, то молекулы маяка поглощают энергию и отправляют в пространство в виде ИК-лучей
Исследователи использовали модель, чтобы вычислить, сколько формируется оксид азота и гидроксила и сколько разрушится в атмосфере озона. Оказалось, что озон падает к минимуму, подпитывая создание атмосферных маяков.
Эти химические реакции – ценные источники для ученых. Они знают, какие газы создают лучи на определенных длинах волн, поэтому можно легко разобраться в атмосферном составе. Для создания большого количества маяков потребуется примечательный объем молекулярного кислорода и азота. В итоге их можно отыскать, а вместе с ними и дружелюбную к жизни атмосферу.
Этот метод также подходит для исключения планет земного типа без магнитного поля. Для исследования использовали данные TIMED и инструмента спектроскопии SABER.
Миссия TIMED наблюдает за верхней земной атмосферой в течение 15 лет, что позволило понять, как этот регион контактирует с нижним и верхним атмосферными слоями
Теперь осталось применить эти знания на практике. Если получится зафиксировать сигналы, которые по пропорции сходятся с земными, то планета – хороший претендент на поиски жизни. Сведения SABER показывают, что частота интенсивных звездных штормов связана с силой сигналов тепла атмосферных маяков.
Более того, способ позволит отыскать не только потенциальную планету, но и целую систему, потому что контакт звезды и атмосферы влияет на существование жизни.