מדידת הלחץ האטמוספרי של כוכב לכת מרוחק עשויה להיראות כמו משימה מרתיעה, אבל אסטרונומים מאוניברסיטת וושינגטון פיתחו כעת טכניקה חדשה לעשות בדיוק את זה.
כאשר גילויים של כוכבי הלכת החלו להתגלגל לראשונה, אסטרונומים שמו דגש על מציאת כוכבי לכת בתוך אזור הישיבה - הרצועה סביב כוכב שבו מים לא קופאים ולא רותחים. אבל אפיון הסביבה ויכולת המגורים של כוכב הלכת החיצוני אינו תלוי בטמפרטורת פני השטח של כוכב הלכת בלבד.
הלחץ האטמוספרי חשוב באותה מידה לאמוד אם פני השטח של כוכב לכת אקסופלנט עשויים להחזיק מים נוזליים או לא. כל מי שמכיר קמפינג בגובה צריך להבין היטב כיצד לחץ משפיע על נקודת הרתיחה של המים.
השיטה שפיתח עמית מיסרה, מועמד לדוקטורט, כוללת בידוד 'דימרים' - זוגות מולקולות קשורות הנוטות להיווצר בלחצים ובצפיפות גבוהים באטמוספירה של כוכב לכת - לא להתבלבל עם 'מונומרים', שהם פשוט צפים חופשיים. מולקולות. אמנם ישנם סוגים רבים של דימרים, אך צוות המחקר התמקד אך ורק במולקולות חמצן, הקשורות זו לזו באופן זמני באמצעות קשרי מימן.
אנו עשויים לזהות בעקיפין דימרים באטמוספירה של כוכב הלכת החיצוני כאשר כוכב הלכת החיצוני עובר אל מול הכוכב המארח שלו. כאשר האור של הכוכב עובר דרך שכבה דקה של האטמוספירה של כוכב הלכת, הדימרים סופגים אורכי גל מסוימים שלו. ברגע שאור הכוכבים מגיע לכדור הארץ מוטבע בו טביעות האצבע הכימיות של הדימרים.
דימרים סופגים אור בתבנית ייחודית, שבדרך כלל יש לה ארבע פסגות עקב התנועה הסיבובית של המולקולות. אבל כמות הספיגה עשויה להשתנות בהתאם ללחץ האטמוספרי ולצפיפות. הבדל זה בולט הרבה יותר בדימרים מאשר במונומרים, מה שמאפשר לאסטרונומים לקבל מידע נוסף על הלחץ האטמוספרי בהתבסס על היחס בין שתי החתימות הללו.
בעוד שדימרי מים זוהו באטמוספירה של כדור הארץ כבר בשנה שעברה, טלסקופים רבי עוצמה שיגיעו בקרוב לרשת עשויים לאפשר לאסטרונומים להשתמש בשיטה זו בתצפית על כוכבי לכת רחוקים. הצוות ניתח את הסבירות להשתמש בטלסקופ החלל ג'יימס ווב כדי לבצע זיהוי כזה ומצא את זה מאתגר אך אפשרי.
זיהוי דימרים באטמוספירה של כוכב הלכת לא יעזור לנו רק להעריך את הלחץ האטמוספרי, ולפיכך את מצב המים על פני השטח, אלא גם סמנים ביולוגיים אחרים. חמצן קשור ישירות לפוטוסינתזה, וככל הנראה לא יהיה בשפע באטמוספירה של כוכב לכת, אלא אם כן הוא מיוצר באופן קבוע על ידי אצות או צמחים אחרים.
'אז אם נמצא כוכב מטרה טוב, ותוכל לזהות את המולקולות הדימריות האלה - מה שעשוי להיות אפשרי במהלך 10 עד 15 השנים הבאות - זה לא רק יגיד לך משהו על לחץ, אלא בעצם יגיד לך שיש חיים על הכוכב הזה ', אמרה מיסרה בהודעה לעיתונות.
המאמר פורסם בגיליון פברואר של Astrobiology והוא זמין להורדה פה.