Научници са Универзитета Корнел развили су иновативну технику која би могла омогућити детекцију воде на егзопланетама.
Коришћењем спектралне анализе базалтних стена, истраживачи проучавају хемијске процесе у унутрашњости планета и покушавају да препознају потенцијалне знаке воде путем свемирског телескопа Џејмс Веб. Ова метода не само да открива геолошки састав удаљених свијетова већ може и указати на то да ли су у прошлости имали текућу воду на површини или у унутрашњости, пише Сајтех Дејли.
Базалт је једна од најчешћих вулканских стијена у Сунчевом систему и кључни је свједок геолошких процеса који обликују планете. На Земљи настаје топљењем омотача, а исти процеси одвијали су се и на другим планетима, укључујући Марс и Мјесец, гдје је базалт такође присутан у великим количинама. Интересантно је да је Мјесец готово у потпуности прекривен базалтним стенама, што показује колико је ова врста стене уобичајена у свемиру.
С обзиром на то да се већина егзопланета формира под сличним условима, научници претпостављају да ће многе од њих имати базалтну површину. Њихова металност – однос различитих хемијских елемената у звезди домаћину – утиче на састав омотача, а када се он топи, формира базалтне лаве. Зато се очекује да ће базалт бити доминантан не само у нашем систему већ и широм галаксије.
Научници су развили библиотеку спектралних потписа базалта како би боље разумјели како се различити минерали мијењају у зависности од геолошких процеса. Када се базалтна лава охлади и очврсне на површини егзопланете, може доћи у контакт с водом, што доводи до формирања нових минерала који садрже воду, попут амфибола и серпентина. Занимљиво је да је серпентин, минерал који указује на присуство воде, добио име због свог изгледа који подсјећа на змијску кожу. Ови минерали имају карактеристичне спектралне потписе у инфрацрвеном спектру, што значи да их Џејмс Веб може детектовати.
Први корак у овом истраживању био је мјерење емисивности – способности површине да зрачи примљену енергију – код различитих узорака базалта. Истраживачи су анализирали 15 различитих узорака и утврдили како би њихови спектри могли изгледати када би их телескоп посматрао с удаљености од неколико десетина свјетлосних година.
Како би тестирали ову технику, истраживачи су користили податке о егзопланети ЛХС 3844б, супер-Земљи удаљеној 48 свјетлосних година. Ова планета нема атмосферу и вероватно има базалтну површину, што је чини идеалним кандидатом за примјену нових метода детекције. Интересантно је да се ЛХС 3844б налази у орбити око црвеног патуљка, што значи да прима знатно мање свјетлости од своје звијезде него што Земља прима од Сунца.
Коришћењем компјутерских модела, научници су симулирали како би различите површине егзопланета изгледале у подацима телескопа Џејмс Веб. Ове симулације помогле су у разумијевању како се базалтне површине мијењају у зависности од тога да ли су некада биле изложене води.
Циљ овог истраживања није био само да се проучава ЛХС 3844б, већ да се испита како се техника може применити на било коју базалтну егзопланету коју ће ЈВСТ посматрати у будућности. Резултате свог досадашњег истарживања објавили су у часопису Нејчр Астрономи.
Иако је нова метода обећавајућа, детекција воде на егзопланетама и даље представља велики изазов. Џејмс Веб, који је удаљен 1,6 милиона километара од Земље, мора провести десетине до стотине сати посматрајући одређени систем прије него што научници могу анализирати прикупљене податке.
Досадашња истраживања каменитих егзопланета била су ограничена на појединачне хемијске елементе, али нова технологија омогућава детаљнију анализу различитих минерала и њихових спектралних потписа. То значи да ће астрономи моћи да реконструишу геолошку историју егзопланета и утврде да ли су услови на њима некада били погодни за присуство воде.
Један од кључних циљева истраживача је да препознају разлике у хемијском саставу базалта које би могле указати на специфичне геолошке процесе. На примјер, на Земљи се базалт који настаје на дну океана разликује од оног који избијају вулкани на острвима попут Хаваја. Иако оба типа имају сличан састав, разлике у минералима могу дати важне информације о условима у којима су се формирали.
Нова метода анализе базалта помоћу спектралних потписа могла би значајно унапредити истраживање егзопланета. Коришћењем података телескопа Џејмс Веб, научници сада могу боље разумети не само састав ових удаљених свјетова већ и потенцијалне доказе о присуству воде. Иако је потребно још истраживања, ова техника отвара врата за будуће мисије које би могле открити да ли су неки од ових светова некада имали услове за живот, преноси Телеграф.
