04 вересня 2015 15:16:00

Дослідження Землі допоможуть вченим виявити азот в атмосфері екзопланет

Спостереження азоту в атмосфері Землі за допомогою космічного корабля НАСА з відстані 17 мільйонів миль дають астрономам ключ до розуміння того, як цей газ може проявляти себе на далеких планетах, а тим часом допомагають і в пошуках життя.
Виявлення і визначення кількості азоту в атмосфері екзопланет має важливе значення для того, щоб з'ясувати, чи може далекий світ бути придатним для життя. Це пояснюється тим, що азот може допомогти оцінити поверхневе тиск. Якщо в атмосфері планети азот є в надлишку, то тиск, ймовірно, здатне утримувати рідку воду в стабільності на її поверхні. Наявність рідкої води є однією з умов, необхідних для життя.
Якщо життя на екзопланеті дійсно існує, то виявлення азоту, а також кисню може допомогти астрономам перевірити біологічне походження кисню. Для цього вченим необхідно виключити можливості його походження абиотическими способами.
Проблема полягає в тому, що азот досить важко виявити з далекої відстані у видимому або інфрачервоному світлі. Його часто називають «невидимим газом». Наявність азоту в далекій атмосфері можна виявити в ході зіткнення молекул азоту один з одним. Утворені в результаті таких зіткнень пари мають унікальні та помітні спектральні особливості.
Згідно зі статтею, опублікованою 28 серпня в журналі The Astrophysical Journal астрономами Едвардом Швайтерманом і Вікторією Мідоус з університету Вашингтона, майбутній великий телескоп, оснащений за потрібне інструментарієм, зможе виявляти ці незвичайні особливості в атмосферах кам'янистих планет.
В рамках дослідження вчені використовували тривимірні дані, отримані в ході планетарного моделювання в віртуальної планетарної лабораторії (Virtual Planetary Laboratory). Це дозволило їм змоделювати те, як будуть виглядати молекули азоту після зіткнення в атмосфері Землі. Отримані результати дослідники порівняли з реальними спостереженнями, зробленими за допомогою безпілотного космічного апарату Deep Impact НАСА, запущеного в 2005 році.
«Перш ніж перенести ті чи інші характерні ознаки Землі на подібні їй екзопланети, ми повинні перевірити справжність своїх знань», - каже Швайтерман. «Ось чому вивчення Землі як екзопланети має вкрай важливе значення. Ми змогли перевірити те, як зіткнення молекул азоту впливають на спектр нашої власної планети, дивлячись на неї «очима» далекого космічного апарату. Тепер ми можемо шукати щось подібне в інших далеких від нас місцях ».
Порівнявши фактичні дані з тими, які були отримані в лабораторних умовах, дослідники використовували ряд моделей, що імітують зовнішній вигляд планет за межами Сонячної системи, в спробах визначити кількість азоту в їх атмосферах.