Mengukur tekanan atmosfera dari jarak jauh mungkin kelihatan seperti tugas yang menakutkan tetapi para astronom di University of Washington kini telah mengembangkan teknik baru untuk melakukan itu.
Ketika penemuan exoplanet mula-mula bergerak, para astronom memberi penekanan dalam mencari planet dalam zon yang dapat dihuni - jalur di sekitar bintang di mana air tidak membeku atau mendidih. Tetapi mencirikan persekitaran dan kebiasaan eksoplanet tidak bergantung pada suhu permukaan planet sahaja.
Tekanan atmosfera sama pentingnya untuk mengukur sama ada permukaan exoplanet mungkin menahan air cair atau tidak. Sesiapa yang biasa berkhemah di tempat tinggi harus mempunyai pemahaman yang baik tentang bagaimana tekanan mempengaruhi takat didih air.
Kaedah yang dikembangkan oleh Amit Misra, calon PhD, melibatkan pengasingan "dimer" - pasangan molekul terikat yang cenderung terbentuk pada tekanan tinggi dan ketumpatan di atmosfer planet - tidak dapat dikelirukan dengan "monomer," yang hanya terapung bebas molekul. Walaupun terdapat banyak jenis dimer, pasukan penyelidik memfokuskan secara eksklusif pada molekul oksigen, yang sementara terikat satu sama lain melalui ikatan hidrogen.
Kami secara tidak langsung dapat mengesan dimer dalam suasana exoplanet ketika exoplanet melintas di hadapan bintang tuan rumahnya. Semasa cahaya bintang melewati lapisan tipis atmosfer planet, dimer menyerap panjang gelombang tertentu darinya. Setelah cahaya bintang sampai ke Bumi, ia dicetak dengan cap jari kimia dimer.
Dimer menyerap cahaya dalam corak khas, yang biasanya mempunyai empat puncak kerana gerakan putaran molekul. Tetapi jumlah penyerapan mungkin berubah bergantung pada tekanan dan ketumpatan atmosfera. Perbezaan ini jauh lebih jelas dalam dimer daripada monomer, yang membolehkan para astronom memperoleh maklumat tambahan mengenai tekanan atmosfera berdasarkan nisbah kedua tandatangan ini.
Walaupun dimer air dikesan di atmosfer bumi seawal tahun lalu, teleskop kuat yang akan segera dalam talian dapat memungkinkan para astronom menggunakan kaedah ini dalam memerhatikan eksoplanet yang jauh. Pasukan menganalisis kemungkinan menggunakan Teleskop Angkasa James Webb untuk membuat pengesanan seperti itu dan mendapati ia mencabar tetapi mungkin.
Mengesan dimer di atmosfer exoplanet bukan sahaja dapat membantu kita menilai tekanan atmosfera, dan oleh itu keadaan air di permukaan, tetapi juga penanda biosignature yang lain. Oksigen secara langsung terikat dengan fotosintesis, dan kemungkinan besar tidak akan banyak terdapat di atmosfer eksoplanet melainkan ia dihasilkan secara kerap oleh alga atau tumbuhan lain.
"Oleh itu, jika kita menjumpai planet sasaran yang baik, dan anda dapat mengesan molekul dimer ini - yang mungkin berlaku dalam 10 hingga 15 tahun akan datang - itu bukan sahaja akan memberitahu anda tentang tekanan, tetapi sebenarnya memberitahu anda bahawa ada kehidupan di planet itu , "Kata Misra dalam siaran pers.
Makalah ini telah diterbitkan dalam Astrobiologi terbitan Februari dan boleh dimuat turun di sini.
