Đo áp suất khí quyển của một hành tinh ngoại xa có vẻ như là một nhiệm vụ khó khăn nhưng các nhà thiên văn học tại Đại học Washington hiện đã phát triển một kỹ thuật mới để làm việc đó.
Khi những khám phá ngoại hành tinh bắt đầu xuất hiện, các nhà thiên văn học đã chú trọng tìm kiếm các hành tinh trong vùng có thể ở được - dải xung quanh một ngôi sao nơi nước không đóng băng cũng không sôi. Nhưng đặc điểm môi trường và khả năng cư trú của một hành tinh ngoại không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ bề mặt hành tinh.
Áp suất khí quyển cũng quan trọng không kém trong việc đo xem bề mặt của một ngoại hành tinh có khả năng giữ nước lỏng hay không. Bất cứ ai quen thuộc với cắm trại ở độ cao lớn nên hiểu rõ về áp lực ảnh hưởng đến điểm sôi nước.
Phương pháp được phát triển bởi Amit Misra, một ứng cử viên tiến sĩ, liên quan đến việc cô lập các bộ điều chỉnh độ sáng, các cặp phân tử liên kết có xu hướng hình thành ở áp suất và mật độ cao trong bầu khí quyển của hành tinh - không bị nhầm lẫn với các đơn phân mon, đơn giản là trôi nổi tự do phân tử. Mặc dù có nhiều loại dimers, nhóm nghiên cứu chỉ tập trung vào các phân tử oxy, liên kết tạm thời với nhau thông qua liên kết hydro.
Chúng ta có thể gián tiếp phát hiện các bộ điều chỉnh độ sáng trong bầu khí quyển ngoài hành tinh khi exoplanet đi qua trước ngôi sao chủ của nó. Khi ánh sáng sao Star đi qua một lớp mỏng của bầu khí quyển hành tinh, các bộ điều chỉnh độ sáng sẽ hấp thụ các bước sóng nhất định của nó. Khi ánh sao tới Trái đất, nó có dấu vân tay hóa học của các bộ điều chỉnh độ sáng.
Các kích thước hấp thụ ánh sáng theo một mô hình đặc biệt, thường có bốn đỉnh do chuyển động quay của các phân tử. Nhưng lượng hấp thụ có thể thay đổi tùy thuộc vào áp suất và mật độ khí quyển. Sự khác biệt này rõ rệt hơn ở các độ mờ so với các đơn phân, cho phép các nhà thiên văn học có được thông tin bổ sung về áp suất khí quyển dựa trên tỷ lệ của hai chữ ký này.
Trong khi các bộ điều chỉnh độ sáng nước được phát hiện trong bầu khí quyển Trái đất vào đầu năm ngoái, các kính viễn vọng mạnh mẽ sẽ sớm được đưa lên mạng có thể cho phép các nhà thiên văn sử dụng phương pháp này trong việc quan sát các ngoại hành tinh ở xa. Nhóm nghiên cứu đã phân tích khả năng sử dụng Kính thiên văn vũ trụ James Webb để thực hiện phát hiện như vậy và thấy nó rất khó nhưng có thể.
Việc phát hiện các độ mờ trong bầu khí quyển exoplanet không chỉ giúp chúng ta đánh giá áp suất khí quyển, và do đó trạng thái của nước trên bề mặt, mà cả các dấu hiệu sinh học khác. Oxy được liên kết trực tiếp với quang hợp, và rất có thể sẽ không có nhiều trong bầu khí quyển exoplanet trừ khi nó được sản xuất thường xuyên bởi tảo hoặc các thực vật khác.
Vì vậy, nếu chúng ta tìm thấy một hành tinh mục tiêu tốt và bạn có thể phát hiện ra các phân tử mờ hơn này - điều có thể xảy ra trong vòng 10 đến 15 năm tới - điều đó không chỉ cho bạn biết điều gì về áp lực, mà còn cho bạn biết rằng có sự sống trên hành tinh đó , Nói rằng Misra trong một thông cáo báo chí.
Bài viết đã được xuất bản trong số tháng 2 của Astrobiology và có sẵn để tải về tại đây.
