Lov na atmosfere

Slika Andrewa Stewarta, zamišljeni tokovi u Jupiterovoj atmosferi.

Za sada, najbolja polazna pretpostavka, kada govorimo o potrazi za životom u svemiru, jeste da gde ima tečne vode, uz dodatne faktore može biti i života. Postojanje tečne vode je, dakle, sin qua non uslov postojanja bilo kakvog oblika života. Za ostvarenje ovog uslova neophodno je više faktora, prvo, planeta (ili mesec) koji je predmet istraživanja mora imati raspon temperatura koje omogućavaju postojanje tečne vode na površini. Ovaj aspekat određen je kroz izračunavanje naseljive zone određene zvezde. Bar načelno, sve planete koje se nalaze unutar te zone bi trebalo da imaju temperature neophodne da se voda ni ne zaledi, ni ne ispari (iako u praksi različiti faktori mogu pomeriti naseljivu zonu bliže ili dalje od zvezde). Drugi nezaobilazan uslov za postojanje tečne vode jeste određen atmosferski pritisak koji ce omoguciti da voda ostane u tečnom stanju, odnosno, planeta mora imati atmosferu.
U našem solarnom sistemu imamo primere oba tipa atmosfera- ona sačinjena od lakših elemenata, velikog obima i mase (gasoivti džinovi) i ona sačinjena od težih elemenata, ali daleko manjeg obima i mase (poput Zemljine atmosfere).
Dok samo merenje mase, odnosno prečnika planete u nekim (krajnjim) slučajevima može biti dovoljno da se zaključi kom tipu planeta pripada- planete veće od Neptuna najverovatnije su gasoviti džinovi, dok su one manje od Zemlje verovatno sa tankom, težom atmosferom ili u potpunosti bez nje- veoma rasprostranjena kategorija planeta, takozvane Super-Zemlje, mase od dve do deset puta većih od Zemljine, se prilikom ovih observacija najčešće nađu u nedorečenoj kategoriji, odnosno, ne možemo sa sigurnošću tvrditi da li njen atmosferski tip odgovara više Zemlji ili Neptunu.
Ipak, tim naučnika uspeo je da izradi specifičan kompjuterski model koji će koristiti podatke dobijene putem primene dve komplementarne tehnike potrage za egzoplanetama (radial velocity i transit) da uporedi odnos njihovog prečnika i mase i tako izradi nekoliko grafikona i aproksimacija koje će omogućiti naučnicima da zaključe da li je planeta bliža prvom ili drugom atmosferskom tipu.
Ipak, da bi ovaj model bio funkcionalan, neophodno je da obe vrednosti, i prečnik i masa, budu što je preciznije moguće određeni, tako da je sada moguće precizno utvrditi samo tip onih planeta koje su dovoljno blizu da radial velocity metod može da detektuje gravitacioni uticaj planete na zvezdu, i u dobrom "uglu gledanja", da bi Kepler mogao da detektuje njen prečnik.

Uporedni prikaz preseka Jupitera i Zemlje.

Ovaj model funkcioniše na sledeći način- sa obe vrednosti, program izračunava jednostavnim postupkom gustinu planete. Prilikom tranzita, deo svetlosti je blokiran ne samo jezgrom, već i atmosferom planete, ali direktnim posmatranjem ne možemo utvrditi koliki procenat njenog prečnika otpada na atmosferu (kod Zemlje, taj broj je oko 1.5%). Model zatim prikazuje gde se na kontinuumu mogućih varijanti nalazi planeta. Teoretski određene granice su potpuno čvrsta planeta bez atmosfere i s druge strane, planeta potpuno sačinjena od vode (za sada, čini se da superzemlje ne mogu da budu sačinjene na ovaj način- uvek mora postojati čvrsto jezgro). Tako da bi, ukoliko rezultat bude potpuno vodena planeta, objašnjenje za tu izračunatu gustinu planete bilo postojanje lake, ali veoma obimne atmosfere.
Ipak, potraga za planetom koju ćemo nazvati drugom Zemljom i potraga za planetom na kojoj možda postoji neki radikalno drugačiji oblik života su različite stvari. Naime, naučnici se slažu da vodonik-helijum atmosfera koja omogućava tečnu vodu na površini ne mora isključivati mogućnost razvoja života koji bi na te uslove bio adaptiran. Zbog toga, obe forme superzemalja i dalje mogu biti u igri.
Ali, ovaj model sem neverovatnog novog alata za spoznaju sveta oko nas pruža i jednu prilično praktičnu olakšicu- čini lov na Zemlji nalik planete daleko efikasnijim. Naime, sa očekivanim teleskopima i satelitima čija su lansiranja najavljena za period od narednih pet do deset godina, koji će nam pružiti veoma detaljne i mnogo preciznije podatke o egzoplanetama, primena ovog modela na dotadašnje observacije pomoćiće nam da napravimo "uži izbor" onih planeta koje imaju najveći potencijal za najveće otkriće čovečanstva- otkriće druge planete nalik našoj.

Izvori:

Space.com