בשנים האחרונות מספר כוכבי הלכת החוץ-סולאריים שאושרו עלה באופן אקספוננציאלי. נכון למאמר המאמר, אושרו בסך הכל 3,777 Exoplanets ב- 2,817 מערכות כוכבים, כאשר 2,737 מועמדים נוספים ממתינים לאישור. יתרה מזאת, מספר כוכבי הלכת היבשתיים (כלומר הסלעיים) גדל בהתמדה, מה שהגדיל את הסבירות שאסטרונומים ימצאו עדויות לחיים שמעבר למערכת השמש שלנו.
למרבה הצער, הטכנולוגיה עדיין לא קיימת כדי לחקור ישירות כוכבי לכת אלה. כתוצאה מכך, המדענים נאלצים לחפש מה שמכונה "ביו-חתימות", חומר כימי או יסוד הקשור לקיומם של חיים בעבר או בהווה. על פי מחקר חדש שנערך על ידי צוות חוקרים בינלאומי, אחת הדרכים לחפש חתימות אלה הייתה לבחון חומר שהוצא מעל פני השטחים במהלך אירוע השפעה.
המחקר - שכותרתו "חיפוש אחר ביו-חתימות בהשפעה חיצונית פלנטרית", פורסם בכתב העת המדעי אסטרוביולוגיה ולאחרונה הופיע ברשת. בראשו הובל ג'אני קטאלדי, חוקר מהמרכז האסטרוביולוגי של אוניברסיטת שטוקהולם. אליו הצטרפו מדענים מה- LESIA-Observatoire de Paris, מכון המחקר הדרום-מערבי (SwRI), המכון המלכותי לטכנולוגיה (KTH) והמרכז האירופי למחקר וטכנולוגיה בחלל (ESA / ESTEC).
כפי שהם מצביעים במחקר שלהם, מרבית המאמצים לאפיין ביוגרפיות של exoplanet התמקדו באטמוספירה של כוכבי הלכת. זה מורכב מחיפוש אחר עדויות לגזים הקשורים לחיים כאן על כדור הארץ - למשל פחמן דו חמצני, חנקן וכו '- כמו גם מים. כפי שקטאלדי אמר למגזין החלל באמצעות המייל:
"אנו יודעים מכדור הארץ כי לחיים יכולים להיות השפעות חזקות על הרכב האווירה. לדוגמא, כל החמצן באטמוספירה שלנו הוא ממוצא ביולוגי. כמו כן, חמצן ומתאן יצאו מאוד משווי משקל כימי בגלל נוכחות החיים. נכון לעכשיו, עדיין לא ניתן ללמוד את ההרכב האטמוספרי של exoplanets דמוי כדור הארץ, עם זאת, מדידה כזו צפויה להתאפשר בעתיד הנראה לעין. לפיכך, ביו-חתימות באטמוספירה הן הדרך המבטיחה ביותר לחפש חיים מחוץ לכדור הארץ. "
עם זאת, קטאלדי ועמיתיו שקלו את האפשרות לאפיין את יכולת הכושר של כוכב לכת על ידי חיפוש אחר סימני פגיעות ובחינת הנבטה. אחד היתרונות בגישה זו הוא שהאפטה בורחת מגופי כוח הכבידה התחתון, כמו כוכבי לכת סוערים וירחים, בקלות רבה ביותר. האווירה של גופים מסוג זה קשה גם לאפיון, כך ששיטה זו תאפשר אפיונים שלא היו מתאפשרים אחרת.
וכפי שציין קטאלדי, זה יהיה גם משלים לגישה האטמוספרית במספר דרכים:
ראשית, ככל שה Exoplanet קטן יותר, קשה יותר ללמוד את האווירה שלו. נהפוך הוא, exoplanets קטנים יותר מייצרים כמויות גדולות יותר של ejecta בורח כי כוח הכבידה שלהם הוא נמוך יותר, מה שמקל על איתור exoplanet קטן יותר לזהות. שנית, כשאנחנו חושבים על ביו-חתימות בשפיכת השפעה, אנו חושבים בעיקר על מינרלים מסוימים. הסיבה לכך היא שהחיים יכולים להשפיע על המינרלוגיה של כוכב לכת באופן עקיף (למשל על ידי שינוי הרכב האטמוספרה ובכך לאפשר להיווצר מינרלים חדשים) או ישירות (על ידי הפקת מינרלים, למשל שלדים). אפקט השפעה יאפשר לנו ללמוד סוג אחר של ביו-חתימה, המשלימה לחתימות אטמוספריות. "
יתרון נוסף לשיטה זו הוא העובדה שהיא מנצלת מחקרים קיימים שבדקו את ההשפעות של התנגשויות בין עצמים אסטרונומיים. לדוגמא, נערכו מחקרים מרובים שניסו להציב אילוצים על ההשפעה הענקית שלפי ההערכה יצרה את מערכת כדור הארץ-ירח לפני 4.5 מיליארד שנה (המכונה גם השערת ההשפעה הענקית).
בעוד שנחשבים כי התנגשויות ענק כאלה היו נפוצות בשלב הסופי של היווצרות כדור הארץ היבשתי (שנמשכו כמאה מיליון שנה), הצוות התמקד בהשפעות של גופים אסטרואידים או קוטריים, אשר על פי ההערכות הם מתרחשים לאורך כל חייו של אקסופלאנרית מערכת. בהסתמך על מחקרים אלה, קטאלדי ועמיתיו הצליחו ליצור מודלים להוצאת exoplanet.
כפי שהסביר קטאלדי, הם השתמשו בתוצאות מהספרות של מכתשי ההשפעות כדי להעריך את כמות הנפטה שנוצרה. כדי להעריך את עוצמת האות של דיסקי אבק מעגליים שנוצרו על ידי הנפטה, הם השתמשו בתוצאות של דיסק הפסולת (כלומר אנלוגים חוץ-רחביים של ספרות האסטרואיד הראשי של מערכת השמש). בסופו של דבר התוצאות התבררו כמעניינות למדי:
"גילינו שפגיעה בגוף בקוטר 20 ק"מ מייצרת מספיק אבק בכדי שניתן יהיה לזהות אותו באמצעות טלסקופים נוכחיים (לשם השוואה, גודל ההשפעה שהרג את הדינוזאורים לפני 65 מיליון שנה עומד להיות בערך 10 ק"מ). עם זאת, לימוד הרכב האבק שנפלט (למשל חיפוש אחר ביו-חתימות) אינו נמצא בהישגיהם של טלסקופים נוכחיים. במילים אחרות, בעזרת טלסקופים נוכחיים, אנו יכולים לאשר את הימצאותו של אבק שהוצא, אך לא ללמוד את הרכבו. "
בקיצור, לימוד חומרים שנפלטים מה- Exoplanets נמצא בהישג ידנו והיכולת ללמוד את הרכבם ביום מן הימים תאפשר לאסטרונומים להיות מסוגלים לאפיין את הגאולוגיה של אקסופלאנט - ובכך להציב אילוצים מדויקים יותר לגבי יכולת ההרגל הפוטנציאלית שלה. נכון לעכשיו אסטרונומים נאלצים להניח ניחושים משכילים לגבי הרכב כוכב הלכת על סמך גודלו והמסתו לכאורה.
לרוע המזל, מחקר מפורט יותר שיכול לקבוע את נוכחותם של חתימות ביולוגיות בשפיכה אינו אפשרי כרגע, והוא יהיה קשה מאוד גם לטלסקופים מהדור הבא כמו טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWSB) או דרווין. בינתיים, המחקר של ejecta מן exoplanets מציג כמה אפשרויות מעניינות מאוד בכל מה שקשור למחקרים ואפיון Exoplanet. כפי שציין קטאלדי:
"על ידי חקר השוצפה מאירוע השפעה, נוכל ללמוד משהו על הגיאולוגיה וההתנהלות של האקסופלאנאט ועלול לזהות ביוספרה. השיטה היא הדרך היחידה שידוע לי לגשת אל מתחת לפני השטח של אקסופלאנט. במובן זה ניתן לראות את ההשפעה כניסוי קידוח שמספק הטבע. המחקר שלנו מראה כי ניתן לאבחן באופן עקרוני אבק המיוצר באירוע השפעה, וייתכן שטלסקופים עתידיים יוכלו להגביל את הרכב האבק, ולכן את הרכב כדור הארץ. "
בעשורים הקרובים אסטרונומים ילמדו כוכבי לכת חוץ-סולאריים עם מכשירים של רגישות ועוצמה הולכת וגוברת בתקווה למצוא אינדיקציות לחיים. זמן נתון, ניתן לחפש אחר חתימות ביולוגיות בפסולת סביב exoplanets שנוצרו כתוצאה מהשפעות אסטרואיד, בד בבד עם מחפשי ביו-סיגנלים ביולוגיים באטמוספירה.
בשתי שיטות אלה יחד, המדענים יוכלו לומר בוודאות רבה יותר כי כוכבי לכת מרוחקים אינם רק מסוגלים לתמוך בחיים, אלא עושים זאת באופן אקטיבי!
