قد يبدو قياس الضغط الجوي لكوكب خارجي بعيد مهمة شاقة ، لكن علماء الفلك في جامعة واشنطن طوروا الآن تقنية جديدة للقيام بذلك.
عندما بدأت اكتشافات الكواكب الخارجية في الظهور ، بدأ علماء الفلك في التركيز على إيجاد الكواكب في المنطقة الصالحة للسكن - وهي الفرقة حول نجم لا يتجمد فيه الماء ولا يغلي. لكن وصف البيئة لكوكب خارجي وقابليته للسكن لا يعتمد على درجة حرارة سطح الكوكب وحدها.
إن الضغط الجوي مهم بنفس القدر في قياس ما إذا كان سطح كوكب خارجي قد يحتفظ بالماء السائل أم لا. يجب أن يكون لدى أي شخص على دراية بالتخييم على ارتفاعات عالية فهم جيد لكيفية تأثير الضغط على درجة غليان الماء.
تتضمن الطريقة التي طورها أميت ميسرا ، مرشح الدكتوراه ، عزل "ثنائي الأبعاد" - أزواج من الجزيئات المترابطة التي تميل إلى التكوين عند ضغوط وكثافة عالية في الغلاف الجوي للكوكب - بحيث لا يتم الخلط بينها وبين "المونومرات" ، وهي ببساطة عائمة بحرية جزيئات. في حين أن هناك العديد من أنواع المخففات ، ركز فريق البحث حصريًا على جزيئات الأكسجين ، التي ترتبط مؤقتًا ببعضها البعض من خلال الروابط الهيدروجينية.
قد نكتشف بشكل غير مباشر الأبعاد في الغلاف الجوي لكوكب خارجي عندما يمر الكوكب الخارجي أمام نجمه المضيف. عندما يمر ضوء النجم من خلال طبقة رقيقة من الغلاف الجوي للكوكب ، تمتص الأبعاد الشديدة أطوال موجية معينة منه. بمجرد وصول ضوء النجوم إلى الأرض ، يكون مطبوعًا ببصمات الأصابع الكيميائية للأبعاد.
تمتص Dimers الضوء في نمط مميز ، والذي عادة ما يكون له أربعة قمم بسبب الحركة الدورانية للجزيئات. ولكن قد يتغير مقدار الامتصاص اعتمادًا على الضغط والكثافة الجويين. هذا الاختلاف أكثر وضوحًا في الأبعاد من المونومرات ، مما يسمح للفلكيين بالحصول على معلومات إضافية حول الضغط الجوي بناءً على نسبة هذين التوقيعين.
في حين تم الكشف عن مخمدات الماء في الغلاف الجوي للأرض في وقت مبكر من العام الماضي ، فإن التلسكوبات القوية التي ستصبح متاحة قريبًا عبر الإنترنت قد تمكن الفلكيين من استخدام هذه الطريقة في مراقبة الكواكب الخارجية البعيدة. قام الفريق بتحليل احتمالية استخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي لإجراء مثل هذا الكشف ووجد أنه صعب ولكنه ممكن.
لن يساعدنا اكتشاف البعد في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية فقط في تقييم الضغط الجوي ، وبالتالي حالة المياه على السطح ، ولكن أيضًا علامات التوقيعات الحيوية الأخرى. يرتبط الأكسجين مباشرة بعملية التمثيل الضوئي ، وعلى الأرجح لن يكون وفيرًا في الغلاف الجوي لكوكب خارجي ما لم يتم إنتاجه بانتظام من الطحالب أو النباتات الأخرى.
"لذا إذا وجدنا كوكبًا مستهدفًا جيدًا ، ويمكنك اكتشاف هذه الجزيئات ذات الأبعاد المنخفضة - التي قد تكون ممكنة في غضون 10 إلى 15 عامًا - فلن يخبرك شيء عن الضغط فحسب ، بل يخبرك أيضًا أن هناك حياة على هذا الكوكب "، قالت ميسرا في بيان صحفي.
نُشرت الورقة في عدد فبراير من مجلة علم الأحياء الفلكي وهي متاحة للتنزيل هنا.
