Атмосферные маяки направляют ученых НАСА в поисках жизни

Автор: Леонид Гляделов . Опубликовано в категории: ЭКЗОПЛАНЕТЫ

1 1 1 1 1 Рейтинг 0 [0 Голоса (ов)]

Маяки жизни могут помочь исследователям определить потенциально пригодные для жизни миры.

Некоторые экзопланеты светятся ярче других за пределами Солнечной системы. Новое исследование NASA предлагает новый подход к изучению экзопланетных атмосфер. Он использует частые звездные штормы, которые бросают огромные облака звездного материала и излучения в космос - от прохладных, молодых звезд карликов, чтобы выделить признаки обитаемых экзопланет.

Традиционно исследователи искали потенциальные биосигналы, как способ идентификации обитаемых миров: побочные продукты из жизни, как мы знаем, такие как кислород или метан, которые со временем накапливаются в атмосфере до обнаруживаемых количеств. Но с учетом современных технологий, по словам Владимира Айрапетяна, ведущего автора научных докладов исследования, опубликованного 2 ноября 2017 года, с указанием этих газов на дальних экзопланетах, отнимает много времени и требует значительного времени наблюдения. Новое исследование предполагает поиск более грубых признаков потенциально обитаемых миров, которые легче обнаружить с помощью текущих ресурсов за меньшее время.

«Мы находимся в поисках молекул, сформированных из фундаментальных предпосылок к молекулярному азоту, в частности молекулярному азоту, который составляет 78 процентов нашей атмосферы», - сказал Айрапетян, который является ученым-астрономом в Центре космических полетов Goddard NASA в Гринбелте, штат Мэриленд, и в американском Университет в Вашингтоне, округ Колумбия.
«Это основные молекулы, которые являются биологически дружественными и обладают сильной инфракрасной излучающей способностью, что увеличивает наши шансы обнаружить их».

Настоящая жизнь на Земле, рассказывает Айрапетян и его команда исследователей, но мы должны искать атмосферы, богатые водяным паром и азотом, а также кислородом, который является продуктом жизни. Кислород и азот свободно плавают стабильно в своей молекулярной форме, то есть два атома кислорода или азота, связанного вместе в одной молекуле. Но вблизи активной карликовой звезды экстремальная космическая погода производит различные химические реакции, которые исследователи могут использовать в качестве индикаторов состава атмосферы.

Звезды, подобные нашему Солнцу, в подростковом возрасте неспокойны и часто производят мощные извержения, которые выбросывают звездные частицы перед ними на почти световые скорости. В отличие от нашего Солнца, некоторые желтые и оранжевые звезды, которые немного прохладнее Солнца, могут продолжать производить эти сильные звездные штормы в течение миллиардов лет, вызывая частые потоки частиц высокой энергии.

Когда эти частицы достигают экзопланеты, они наполняют ее атмосферу достаточной энергией, чтобы разбить молекулярный азот и кислород на отдельные атомы, а молекулы воды - на гидроксил-один атом, каждый из кислорода и водорода, связанный вместе. Оттуда реактивные атомы азота и кислорода испускают каскад химических реакций, которые в конечном итоге производят то, что ученые называют атмосферными маяками: гидроксилом, молекулярным кислородом и оксидом азота - молекулой, состоящей из одного азота и одного атома кислорода.

Айрапетян и его коллеги использовали модель для расчета того, сколько будет образовываться оксида азота и гидроксила, и сколько озона будет разрушено в земной атмосфере вокруг активной звезды. Землеустроители десятилетиями использовали эту модель для изучения того, как озон, который образуется естественным образом, когда солнечный свет поражает кислород, - в верхней атмосфере реагирует на солнечные бури, но он нашел новое применение в этом исследовании; В конце концов, Земля - лучшее место для исследований, доступное в поисках жизни на других планетах.

Используя компьютерное моделирование, исследователи выставили атмосферу модели на космическую погоду, которую они ожидали бы от прохладной активной звезды. Они обнаружили, что озон падает до минимума и подпитывает производство атмосферных маяков.
Для исследователей эти химические реакции очень полезны. Когда звездный свет поражает атмосферу, пружинные связи внутри молекул маяка поглощают энергию и вибрируют, посылая эту энергию обратно в космос как тепло или инфракрасное излучение. Ученые знают, какие газы имеют излучение на определенных длинах волн света, поэтому, глядя на всё излучение, исходящее из атмосферы, можно понять, что находится в самой атмосфере.

Для формирования определяемого количества этих маяков требуется большое количество молекулярного кислорода и азота. Таким образом, если они будут обнаружены, эти соединения могут указывать на атмосферу, наполненную биологически дружественной химией, а также атмосферное давление как на Земле, и следовательно, возможность обитаемого мира, одну иглу в огромной стоге сена экзопланет.

Этот подход также предназначен для отсечения экзопланет без земного магнитного поля. «Планета нуждается в магнитном поле, которое защищает атмосферу и защищает планету от звездных штормов и радиации», - сказал Айрапетян. «Если звездные ветры не настолько экстремальны, чтобы сжимать магнитное поле экзопланеты вблизи его поверхности, магнитное поле препятствует атмосферному выходу, поэтому в атмосфере больше частиц и более сильный инфракрасный сигнал».

Айрапетян и его коллеги использовали данные миссии NASA по изучению Земли TIMED - короткая для Thermosphere Ionosphere Mesophere Energetics Dynamics - для моделирования того, как могут появляться инфракрасные наблюдения этих маяков. Данные поступали из инструмента спектроскопии TIMED под названием SABER-short для зондирования атмосферы с использованием широкополосной радиометрии излучения, которая изучает ту же самую химию, которая генерирует атмосферные маяки, как это происходит в верхней атмосфере Земли в ответ на солнечную активность.

«Принимая то, что мы знаем об инфракрасном излучении, излучаемом земной атмосферой, идея состоит в том, чтобы посмотреть на экзопланеты и посмотреть, какие сигналы мы можем обнаружить», - сказал Мартин Млинчак, соавтор статьи и главный исследователь SABER в НАСА Исследовательского центра Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния.
«Если мы обнаружим сигналы экзопланеты почти в той же пропорции, что и Земля, мы могли бы сказать, что планета - хороший кандидат на наличие жизни».

Данные SABER показали, что частота интенсивных звездных штормов напрямую связана с силой сигналов тепла от атмосферных маяков. С большим количеством штормов генерируются молекулы маяка, и инфракрасный сигнал будет достаточно сильным, по мнению ученых, и определяться при помощи шести-десятиметрового космического телескопа всего за два часа наблюдения.

«Это захватывающий, новый, предлагаемый способ поиска жизни», - сказал Шон Домагал-Голдман, астродинамик Годдарда, не связанный с исследованием.
«Но, как и со всеми признаками жизни, сообществование экзопланет должно подразумеваться в контексте. Каким образом немифологические процессы могут имитировать эту подпись?»

При правильной звезде эта работа может привести к новым стратегиям поиска жизни, которые идентифицируют не только потенциально пригодные для жизни планеты, но и планетные системы, поскольку способ взаимодействия атмосферы планеты со своим Солнцем, также оказывает ключевое влияние на ее пригодность для жизни. Если обнаружены перспективные сигналы, исследователи могут координировать наблюдения с будущей космической обсерваторией, такой как Космический телескоп Джеймса Уэбса НАСА, увеличивая вероятность обнаружения такой потенциальной системы.

«Новые идеи о потенциале жизни на экзопланетах в решающей степени зависят от междисциплинарных исследований, в которых данные, модели и методы используются из четырех научных разделов НАСА Годдарда: гелиофизика, астрофизика, астрономия и наука о Земле», сказал старший астрофизик Годдарда и соавтор Уильям Данчи.
«Эта смесь создает уникальные и мощные новые пути для исследований экзопланет».

НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:

2019-02-02 16:36:57 Некоторые экзопланеты светятся ярче других за пределами Солнечной системы. Новое исследование NASA предлагает новый подход к изучению экзопланетных атмосфер. Он использует частые звездные штормы, которые бросают огромные облака звездного материала и излучения в космос - от прохладных, молодых звезд карликов, чтобы выделить признаки обитаемых экзопланет.
AstroNews Logo

Добавить комментарий

Комментарии нарушающие ПРАВИЛА будут удаляться, а их авторы возможно будут забанены.

СЛУЧАЙНЫЕ НОВОСТИ КОСМОСА

Новости астрономии: НАСА продлило контракт на использование космического телескопа "Хаббл" еще на 5 лет.

Строение космического телескопа Хаббл.

Агентство продлило контракт с Ассоциацией Университетов по Исследованиям в Области Астрономии (Association of Universities for Research in Astronomy) для продолжения операций с телескопом "Хаббл" в Научном Институте Космического Телескопа в Балтиморе (Space Telescope Science Institute in Baltimore)(STSI).

Продление контракта с 1 июля 2016 по 30 июня 2021 Стоимость контракта увеличится примерно на 196,3 млн.$ при общей стоимости более 2 млрд.$.

Подробнее...

Раскрытие секретов Вселенной

Это рендеринг художника показывает первые, массивные синие звезды вселенной, вложенные в газообразные нити, с космическим микроволновым фоном, только что видимым по краям. Используя радио наблюдение за далекой вселенной, исследователи, финансируемые NSF, Джадд Боумен из Аризонского государственного университета Алан Роджерс из Массачусетского технологического института и их коллеги обнаружили влияние таких ранних звезд на первичный газ. Хотя они не могут непосредственно видеть свет от массивных звезд, команда Боумана смогла вывести свое присутствие из затемнения космического микроволнового фона (CMB), в результате газовых нитей, поглощающих ультрафиолетовый свет звезд. CMB тускнеет, чем ожидалось, указывая на то, что нити, возможно, были холоднее, чем ожидалось, возможно, от взаимодействия с темной материей.

Новости астрономии:
Давным-давно, около 400 000 лет после начала Вселенной (Большой взрыв), вселенная была темной. Не было звезд или галактик, и вселенная была заполнена главным образом нейтральным газообразным водородом.

Затем, в течение следующих 50-100 миллионов лет, гравитация медленно вытягивала самые плотные области газа, пока в конечном счете газ не собрался в некоторых местах, чтобы образовать первые звезды.

Подробнее...

Найден ответ, почему некоторые плазменные струи распадаются на огромные плюмы (факела)

плазменные струи распадаются на огромные плюмы (факела)

Новости космоса:

Исследователи из Университета Лидса математически изучили плазменные струи из сверхмассивных черных дыр, чтобы определить, почему некоторые типы струй распадаются на огромные плюмы (факела).

Их исследование, опубликованное в Nature Astronomy, показало, что эти струи могут быть восприимчивы к неустойчивости, никогда ранее не считавшейся важной для потока струи, и подобны нестабильности, которые часто развивается в воде, протекающей внутри изогнутой трубы или вращающегося цилиндрического сосуда.

Подробнее...