Nové nástroje umožňujúce detekciu života

Na Caltechu, v the Exoplanet Technology Laboratory (ET Lab), profesor Dimitri Mawet a jeho výskumný tím vyvýjali novú stratégiu skenovania exoplanét za účelom hľadania biologických známok, akým je napríklad kyslík či metán. Tieto molekuly väčšinou nemajú dlhú životnosť, pretože sa viažu s inými molekulami. Na Zemi sú hojne zastúpené vďaka organizmom, ktoré ich vylučujú. Nájdenie oboch týchto molekul v okolí inej planéty by bolo silným indikátorom prítomnosti života.

Štúdia publikovaná v časopisoch Astrophysical Journal a the Astronomical Journal demonštruje, ako táto nová technika navývaná vysoko-disperzná koronografia (high-dispersion coronagraphy) môže byť použitá na hľadanie mimozemských biologických znakov s plánovaným Thirty Meter Telescope (TMT), ktorý po svojom dokončení v roku 2020 bude najväčším optickým teleskopom na svete.

Pomocou teoretických i laboratórnych modelov vedci ukazujú, že táto technika môže odhaliť známky života na planétach podobných Zemi okolo trpasličích hviezd spektrálnej triedy M – ktoré sú menšie a chladnejšie ako naše Slnko, a zároveň najbežnejším typom hviezd v Galaxii. Táto stratégia pátrania môže byť aplikovaná aj na hviezdy ako je Slnko, a to pomocou budúcich teleskopov akými sú Habitable Exoplanet Imaging Mission (HabEx) a Large UV/Optical/IR Surveyor (LUVOIR).

Nová technika zahŕňa tri hlavné zložky: koronograf, sadu optických vlákien a spektrometer s vysokým rozlíšením. Koronografy sú zariadenia, ktoré v ďalekohľadoch blokujú alebo odstraňujú jas hviezdy, aby sme mohli odhaliť slabšie planéty. Tieto prístroje sú potrebné, pretože hviezdy zatieňujú svoje planéty, čo nám znemožňuje ich detekciu. Veľa rôznych koronografov sú v súčasnosti v štádiu vývoja.

Potom, čo získame obrázok planéty, je ďalším krokom štúdia atmosféry planéty pomocou spektrometra – nástroja, ktorý rozkladá svetlo planét, vďaka čomu môžeme identifikovať chemické zloženie atmosféry. A zistiť tak prítomnosť kyslíka či metánu. Väčšina koronografov pracuje so spektrometrami s nízkym rozlíšením. Nová metóda však pracuje s vysokým rozlíšením, čo ponúka hneď viacero výhod.

Jednou z hlavných predností je pomáhať s ďalším pretriedením nežiadúceho svetla hviezd. Vďaka vysokému rozlíšeniu sú spektrálne charakteristiky planét podrobnejšie, čo uľahčuje odlíšiť svetlo hviezdy a svetlo planéty. To znamená, že pri tejto metóde koronograf nemusí byť tak dôsledný pri odbúravaní svetla hviezd.

Ďalšou výhodou použitia spektrometra s vysokým rozlíšením spočíva v bohatosti dát. Okrem toho, že poskytuje viac podrobností o molekulárnom zložení atmosféry planéty, tieto nástroje by mali byť schopné odhaliť rýchlosť rotácie planéty a poskytovať približnú mapu povrchových vlastností a charakteru počasia.

Koronograf a spektrometer spolupracujú s optickými vláknami, ktoré taktiež dokážu odfiltrovať svetlo hviezd – čo bolo prekvapivým zistením laboratórnych experimentov.

Vedci budú túto techniku skúmať na Keck Observatory. Hoci prístrojové vybavenie ešte neumožňuje študovať Zemi podobné planéty (k tomu je potrebný Thirty Meter Telescope), je tento systém schopný odhaliť nové informácie o atmosférach veľkých plynných exoplanétach, vrátane exotických druhov, ktoré sa v našej Slnečnej sústave nenachádzajú. 

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] phys.org