science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Dit is hoe goed leven op verre exoplaneten wordt gedetecteerd

Een weergave van de Thirty Meter Telescope die zal worden gebruikt om biosignaturen op exoplaneten op te sporen. Het zou tegen het einde van de jaren 2020 operationeel kunnen zijn. Caltech/IPAC-TMT

De zoektocht naar buitenaards leven is misschien wel de meest diepgaande wetenschappelijke onderneming van onze tijd. Als er buitenaardse biologie wordt gevonden op een andere wereld die om een ​​andere ster draait, zullen we eindelijk weten dat leven mogelijk is buiten ons zonnestelsel.

Zoeken naar hints van buitenaardse biologie op verre werelden is echter niet eenvoudig. Maar een team van astronomen ontwikkelt een nieuwe techniek voor gebruik door de volgende generatie krachtige telescopen, waardoor ze de chemicaliën in exoplaneetatmosferen nauwkeurig kunnen meten. De hoop, natuurlijk, is het vinden van bewijs van buitenaards leven.

Deze diepgaande zoektocht werd onlangs in de schijnwerpers gezet door de ontdekking van zeven kleine buitenaardse werelden die rond de kleine, rode dwergster TRAPPIST-1. Drie van deze exoplaneten draaien in een baan binnen de zogenaamde 'bewoonbare zone' van de ster. Dat is het gebied rond een ster waar het niet te warm en niet te koud is om vloeibaar water op een planetair lichaam te laten bestaan.

Op aarde, waar vloeibaar water is, is leven, dus als een van de bewoonbare werelden van TRAPPIST-1 water bezit, ze hebben misschien leven, te.

Het levengevende potentieel van TRAPPIST-1 blijft pure speculatie, echter. Ook al bevindt dit fascinerende sterrenstelsel zich in onze galactische achtertuin, we hebben geen idee of er water bestaat in de atmosferen van die werelden. Werkelijk, we weten niet eens of ze een atmosfeer hebben! Het enige wat we weten is hoe lang de exoplaneten erover doen om rond de ster te draaien en hoe groot ze zijn.

Artistieke impressie van het uitzicht vanaf een van de exoplaneten in TRAPPIST-1. M. Kornmesser/ESO

"De eerste detectie van biosignaturen op andere werelden is misschien wel een van de belangrijkste wetenschappelijke ontdekkingen van ons leven, " zegt Garreth Ruane, een astronoom bij het California Institute of Technology (Caltech). "Het zal een belangrijke stap zijn in de richting van het beantwoorden van een van de grootste vragen van de mensheid:'Zijn we alleen?'"

Ruane werkt bij Caltech's Exoplanet Technology Laboratory, of ET Lab, die nieuwe strategieën ontwikkelt om te scannen op exoplanetaire biosignaturen, zoals zuurstofmoleculen en methaan. Typisch, moleculen zoals deze zijn zeer reactief met andere chemicaliën, wat betekent dat ze snel afbreken in planetaire atmosferen. Dus, als astronomen de spectroscopische "vingerafdruk" van methaan in de atmosfeer van een exoplaneet detecteren, het zou kunnen betekenen dat buitenaardse biologische processen het spul produceren.

Helaas, we kunnen niet zomaar de krachtigste telescoop ter wereld pakken en op TRAPPIST-1 richten om te zien of de atmosfeer van die planeten methaan bevat.

"Om moleculen in de atmosferen van exoplaneten te detecteren, astronomen moeten licht van de planeet kunnen analyseren zonder volledig overweldigd te worden door licht van de nabije ster, ' zegt Ruane.

Gelukkig, rode dwerg (of M-dwerg) sterren zoals Trappist-1 zijn koel en zwak, dus het verblindingsprobleem is minder acuut. En aangezien deze sterren het meest voorkomende type ster in onze melkweg zijn, rode dwergen zijn waar astronomen als eerste naar kijken om die historische ontdekking te doen.

Astronomen gebruiken een instrument dat bekend staat als een "coronagraaf" om het gereflecteerde sterlicht te isoleren dat terugkaatst op een nabijgelegen exoplaneet. Zodra de coronagraaf in het zwakke licht van een exoplaneet komt, een spectrometer met een lage resolutie analyseert vervolgens de chemische "vingerafdrukken" van die wereld. Helaas, deze technologie is beperkt tot het bestuderen van alleen de grootste exoplaneten die ver van hun sterren cirkelen.

De nieuwe techniek van het ET Lab maakt gebruik van een coronagraaf, optische vezels en een spectrometer met hoge resolutie, ze werken allemaal samen om de schittering van een ster te verwijderen en tegelijkertijd een extreem gedetailleerde chemische vingerafdruk van alle werelden in een baan om de aarde vast te leggen. Deze techniek staat bekend als "high-dispersion coronagraphy" (HDC), en het zou een revolutie teweeg kunnen brengen in ons begrip van de diversiteit van exoplanetaire atmosferen. Papers waarin de methode wordt beschreven, worden binnenkort gepubliceerd in The Astrophysical Journal en The Astronomical Journal.

De HDC-opstelling in het laboratorium, de apparatuur is ongeveer even groot als wat in een telescoop zou worden geïnstalleerd, maar zou anders geregeld zijn. Caltech/IPAC-TMT

"Wat de HDC-methode zo krachtig maakt, is dat de spectrale signatuur van de planeet kan worden uitgezocht, zelfs als het nog steeds begraven ligt in de schittering van de ster na de coronagraaf, Ruane vertelt HowStuffWorks. "Hierdoor kunnen moleculen in de atmosfeer van planeten worden gedetecteerd die extreem moeilijk in beeld te brengen zijn.

"De truc is om het licht op te splitsen in vele kleuren en te creëren wat astronomen een spectrum met hoge resolutie noemen, wat helpt om de signatuur van de planeet te onderscheiden van die van resterend sterlicht."

Het enige dat nu nog nodig is, is een krachtige telescoop om het systeem aan te bevestigen.

Aan het eind van de jaren 2020, de Thirty Meter Telescope wordt 's werelds grootste optische telescoop op de grond en, bij gebruik in combinatie met HDC, astronomen zullen binnenkort de atmosferen kunnen bestuderen van potentieel bewoonbare werelden die rond rode dwergen draaien.

"De detectie van zuurstof en methaan in de atmosferen van planeten ter grootte van de aarde die rond M-dwergen draaien, vergelijkbaar met Proxima Centauri b met TMT, zal buitengewoon opwindend zijn, " zegt Ruane. "We moeten nog veel leren over de potentiële bewoonbaarheid van deze planeten, maar het zou er misschien op kunnen wijzen dat er planeten zijn die lijken op de aarde in een baan om onze naaste stellaire buren."

Er leven naar schatting 58 miljard rode dwergsterren in onze melkweg, en het is bekend dat de meesten gastheer zullen zijn voor planeten, dus als de Thirty Meter Telescope online gaat, astronomen staan ​​misschien op het punt om die zeer gewilde biosignature-vingerafdruk te vinden.

Nu is dat dichtbij

in 2016, astronomen ontdekten een exoplaneet ter grootte van de aarde in een baan om de dichtstbijzijnde M-dwerg naar de aarde, Proxima Centauri. Proxima b draait ook binnen de bewoonbare zone van zijn ster, waardoor het een belangrijk doelwit is voor de zoektocht naar buitenaards leven en, op een afstand van iets meer dan vier lichtjaar, het is ook een prikkelende interstellaire bestemming voor mensen om in de toekomst mogelijk te bezoeken.

WetenschapAstronomietermenDrijvende planeetWetenschapAstronomieHoe nomadenplaneten werkenWetenschapRuimteverkenningHoe planeetjacht werktWetenschapHet zonnestelselWaarom wordt Pluto niet langer als een planeet beschouwd?WetenschapToekomstige ruimteHoe zullen we andere planeten koloniseren?WetenschapGeofysicaHoeveel weegt planeet Aarde?WetenschapHet zonnestelselWaarom duurde het zo lang om planeet negen te 'ontdekken'? Wetenschap Het zonnestelsel Wat is de volgorde van de planeten in het zonnestelsel? Wetenschap Het zonnestelsel Regent het op andere planeten? Wetenschap Het zonnestelsel Jupiter:Yokozuna van gasreuzen, Banisher of PlanetsWetenschapHet zonnestelselHoe ontstaan ​​planeten?WetenschapSterrenWitte dwergen kunnen planeten aan stukken scheurenWetenschapHet zonnestelselWie heeft de planeet aarde genoemd?WetenschapRuimteverkenningHeeft een planeet continenten nodig om leven te ondersteunen?WetenschapHet zonnestelselIs planeet negen eigenlijk een oerzwart gat?WetenschapRuimteverkenning Hoeveel planeten in ons universum zou het leven kunnen ondersteunen? WetenschapSterrenKan een planeet bestaan ​​zonder een gastheerster? Wetenschap Het zonnestelsel Waarom zijn planeten bijna bolvormig? Wetenschap Het zonnestelsel NASA kondigt nieuw zonnestelsel aan boordevol zeven planeten Wetenschap Het zonnestelsel Pluto:is het toch een planeet? Wetenschap Het zonnestelsel Haumea, een dwergplaneet in de Kuipergordel, Heeft zijn eigen ringWetenschapRuimteverkenningNieuwe NASA-satelliet jaagt op verre planetenWetenschapHet zonnestelselOude vernietiging van dwergplaneten heeft mogelijk de ringen van Saturnus gecreëerdWetenschapHet zonnestelselIs de aarde de enige planeet met tektonische platen? WetenschapSterrenHoe detecteren astronomen dat een ster een planeet heeft die eromheen draait? Wetenschap Ruimteverkenning water op exoplaneten? Wetenschap Het zonnestelselDe waarheid achter de schurkenplaneet NibiruWetenschapHet zonnestelselUranus:de planeet op een zeer gekantelde asWetenschapHet zonnestelselPloonets:wanneer manen planeten wordenWetenschapAstronomietermenPlanetariumWetenschapRuimteverkenning10 Opmerkelijke exoplanetenWetenschapRuimteverkenning:de meest nabije exoplaneet tot nu toe bevestigd door de Europese sterrenwacht SystemScienceStarsZo detecteren we leven op verre exoplanetenWetenschapRuimteverkenning NASA's Kepler-missie voegt 100 buitenaardse werelden toe aan Exoplanet TallyWetenschapRuimteverkenningKan amateurastronomie Nomers spotten exoplaneten? WetenschapToekomstige ruimte10 Beste ideeën voor interplanetaire communicatieWetenschapRuimteverkenningLISA:detectie van exoplaneten met behulp van zwaartekrachtgolvenWetenschapHet zonnestelselHoe NASA planetaire bescherming werktWetenschapAstronomietermenPlanetesimale hypothese AmusementGedenkwaardige filmsIn 'Star Wars' Hele sterren en planeten worden vernietigd - kan dat?

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Anatomische structuren: homoloog, analoog & vestigiaal
  2. Organisme: definitie, types, kenmerken en voorbeelden
  3. Wat is de rol van het IgM-antilichaam?
  4. Wat zijn Prions?
  5. De beste manieren om bacteriën te kweken op agar
  6. Welk enzym is verantwoordelijk voor het verlengen van de RNA-keten?
  7. Wat is er met androgyn gebeurd?
  8. Welk Genotype zijn vrouwen?
  9. Waar vindt glucoserosorbtie plaats?

Wetenschap