Misurare la pressione atmosferica di un esopianeta distante può sembrare un compito scoraggiante, ma gli astronomi dell'Università di Washington hanno ora sviluppato una nuova tecnica per fare proprio questo.
Quando le scoperte degli esopianeti iniziarono a rotolare per la prima volta, gli astronomi enfatizzarono la ricerca di pianeti all'interno della zona abitabile - la banda attorno a una stella dove l'acqua non si congela né bolle. Ma caratterizzare l'ambiente e l'abitabilità di un esopianeta non dipende solo dalla temperatura superficiale del pianeta.
La pressione atmosferica è altrettanto importante per valutare se la superficie di un esopianeta può contenere acqua liquida. Chiunque abbia familiarità con il campeggio in alta quota dovrebbe avere una buona comprensione di come la pressione influisce sul punto di ebollizione dell'acqua.
Il metodo sviluppato da Amit Misra, un dottorando, prevede l'isolamento di "dimeri" - coppie di molecole legate che tendono a formarsi ad alte pressioni e densità nell'atmosfera di un pianeta - da non confondere con i "monomeri", che sono semplicemente fluttuanti molecole. Mentre ci sono molti tipi di dimeri, il team di ricerca si è concentrato esclusivamente sulle molecole di ossigeno, che sono temporaneamente legate l'una all'altra attraverso il legame idrogeno.
Possiamo rilevare indirettamente dimeri nell'atmosfera di un esopianeta quando l'esopianeta transita di fronte alla sua stella ospite. Mentre la luce della stella passa attraverso un sottile strato di atmosfera del pianeta, i dimeri ne assorbono determinate lunghezze d'onda. Una volta che la luce stellare raggiunge la Terra, viene impressa con le impronte digitali chimiche dei dimeri.
I dimeri assorbono la luce in un modello distintivo, che in genere ha quattro picchi a causa del movimento di rotazione delle molecole. Ma la quantità di assorbimento può variare a seconda della pressione atmosferica e della densità. Questa differenza è molto più pronunciata nei dimeri che nei monomeri, consentendo agli astronomi di ottenere ulteriori informazioni sulla pressione atmosferica in base al rapporto di queste due firme.
Mentre i dimeri d'acqua sono stati rilevati nell'atmosfera terrestre già dallo scorso anno, potenti telescopi presto disponibili online potrebbero consentire agli astronomi di utilizzare questo metodo per osservare esopianeti distanti. Il team ha analizzato la probabilità di utilizzare il James Webb Space Telescope per effettuare tale rilevamento e lo ha trovato stimolante ma possibile.
Rilevare i dimeri nell'atmosfera di un esopianeta non solo ci aiuterebbe a valutare la pressione atmosferica, e quindi lo stato dell'acqua sulla superficie, ma anche altri marcatori di biosignatura. L'ossigeno è direttamente legato alla fotosintesi e molto probabilmente non sarà abbondante nell'atmosfera di un esopianeta a meno che non sia regolarmente prodotto da alghe o altre piante.
“Quindi se trovassimo un buon pianeta bersaglio e potessimo rilevare queste molecole più deboli - che potrebbero essere possibili entro i prossimi 10-15 anni - ciò non solo ti direbbe qualcosa sulla pressione, ma ti direbbe effettivamente che c'è vita su quel pianeta ", Ha detto Misra in un comunicato stampa.
L'articolo è stato pubblicato nel numero di febbraio di Astrobiology ed è disponibile per il download qui.
