Molecole mancanti in atmosfere esopianeta

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Ogni giorno mi sveglio e sfoglio i titoli e gli abstract degli articoli recenti pubblicati su arXiv. Di quanti Jupiter più caldi vuoi davvero conoscere? Se in qualche modo è un record record, lo leggerò. Un altro modo in cui presterò attenzione è se ci sono segnalazioni di rilevazioni di rilevazione spettroscopica di componenti dell'atmosfera. Mentre un pugno di pianeti in transito ha avuto scoperte di linee spettrali, sono ancora piuttosto rare e nuove scoperte aiuteranno a limitare la nostra comprensione di come si formano i pianeti.

Il santo graal in questo campo sarebbe scoprire firme elementali di molecole che non si formano naturalmente e sono caratteristiche della vita (come la conosciamo). Nel 2008, un documento ha annunciato il primo rilevamento di CO2 in un'atmosfera esopianeta (quella di HD 189733b), che, sebbene non esclusivamente, sia una delle molecole traccianti per la vita. Sebbene HD 189733b non sia un candidato per le ricerche di ET, è stato comunque il primo degno di nota.

Poi di nuovo, forse no. Un nuovo studio mette in dubbio la scoperta e il rapporto di varie molecole nelle atmosfere di un altro esopianeta.

Finora ci sono stati due metodi con cui gli astronomi hanno tentato di identificare specie molecolari nell'atmosfera degli esopianeti. Il primo consiste nell'utilizzare la luce stellare, filtrata dall'atmosfera del pianeta per cercare linee spettrali presenti solo durante il transito. La difficoltà con questo metodo è che, diffondere la luce per rilevare gli spettri indebolisce il segnale, a volte fino al punto in cui si perde nel rumore sistematico del telescopio stesso. L'alternativa è utilizzare le osservazioni fotometriche, che osservano il cambiamento di luce in diverse gamme di colori, per caratterizzare le molecole. Poiché gli intervalli sono tutti raggruppati insieme, questo può migliorare il segnale, ma questa è una tecnica relativamente nuova e la metodologia statistica per questa tecnica è ancora traballante. Inoltre, poiché è possibile utilizzare un solo filtro alla volta, le osservazioni devono generalmente essere prese su transiti diversi, che consentono alle caratteristiche della stella di cambiare a causa dei punti delle stelle.

Lo studio del 2008 di Swain et al. che ha annunciato la presenza di CO2 usato il primo di questi metodi. I loro problemi sono iniziati l'anno successivo quando uno studio di follow-up di Sing et al. impossibile riprodurre i risultati. Nel loro articolo, il team di Sing ha dichiarato: "O lo spettro di trasmissione del pianeta è variabile o gli errori sistematici residui affliggono ancora i bordi di Swain et al. spettro."

Il nuovo studio, di Gibson, Pont e Aigrain (che lavorano dalle Università di Oxford ed Exeter) suggerisce che le affermazioni del team di Swain erano il risultato di quest'ultimo. Suggeriscono che il segnale sia sommerso da più rumore di Swain et al. rappresentato. Questo rumore proviene dal telescopio stesso (in questo caso Hubble poiché queste osservazioni dovrebbero essere fatte dall'atmosfera terrestre che aggiungerebbe la propria firma spettrale). In particolare, riferiscono che, poiché ci sono cambiamenti nello stato del rivelatore stesso che sono spesso difficili da identificare e da correggere, il team di Swain ha sottovalutato l'errore, portando a un falso positivo. Il team di Gibson è stato in grado di riprodurre i risultati usando il metodo di Swain, ma quando ha applicato un metodo più completo che non ha presupposto che il rivelatore potesse essere calibrato così facilmente usando le osservazioni della stella al di fuori del transito e su diverse orbite di Hubble, la stima degli errori è aumentato in modo significativo, sommergendo il segnale che Swain ha affermato di aver osservato.

Il team di Gibson ha anche esaminato il caso di rilevazioni di molecole nell'atmosfera di un pianeta solare extra attorno a XO-1 (su cui Tinetti et al. Hanno riferito di aver trovato metano, acqua e CO2). In entrambi i casi, scoprono di nuovo che i rilevamenti erano sopravvalutati e che la capacità di prendere in giro il segnale dai dati dipendeva da metodi discutibili.

Questa settimana sembra essere una brutta settimana per coloro che sperano di trovare la vita su pianeti extra-solari. Con questo articolo che mette in dubbio la nostra capacità di rilevare molecole in atmosfere lontane e la recente cautela sul rilevamento di Gliese 581g, ci si potrebbe preoccupare della nostra capacità di esplorare queste nuove frontiere, ma ciò che questo sottolinea davvero è la necessità di affinare le nostre tecniche e continua a dare uno sguardo più profondo. Questa è stata una nuova rivalutazione dell'attuale stato di conoscenza, ma non pretende in alcun modo di limitare le nostre scoperte future. Inoltre, è così che funziona la scienza; gli scienziati esaminano reciprocamente i dati e le conclusioni. Quindi, guardando il lato positivo, la scienza funziona, anche se non ci dice esattamente cosa ci piacerebbe sentire.

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