Manglende molekyler i eksoplanettatmosfærer

Pin
Send
Share
Send

Hver dag våkner jeg og blar gjennom titlene og sammendragene til nylige artikler postet til arXiv. Hvor mange flere varme Jupitere vil du virkelig høre om? Hvis det er en platesetter på noen måte, vil jeg lese den. En annen måte jeg vil være oppmerksom på, er hvis det rapporteres om deteksjoner av spektroskopisk deteksjon av komponenter i atmosfæren. Selv om en nevnefull transittplaneter har oppdaget spektrallinjer, er de fremdeles ganske sjeldne og nye funn vil bidra til å begrense vår forståelse av hvordan planetene dannes.

Den hellige gral på dette feltet ville være å oppdage elementære signaturer av molekyler som ikke dannes naturlig og er karakteristiske for livet (som vi kjenner det). I 2008 kunngjorde et papir den første oppdagelsen av CO2 i en eksoplanettatmosfære (den fra HD 189733b), som, selv om den ikke utelukkende, er en av sporstoffmolekylene for livet. Mens HD 189733b ikke er en kandidat for søk etter ET, var det fremdeles en bemerkelsesverdig først.

Så igjen, kanskje ikke. En ny studie kaster tvil om funnet og rapporten om forskjellige molekyler i atmosfærene til et annet exoplanet.

Så langt har det vært to metoder som astronomer har forsøkt å identifisere molekylære arter i eksoplanetenes atmosfære. Den første er ved å bruke stjernelys, filtrert av planetens atmosfære for å søke etter spektrallinjer som bare er til stede under transporten. Vanskeligheten med denne metoden er at spredning av lyset for å oppdage spektrene svekker signalet, noen ganger helt til det punktet at det går tapt i systematisk støy fra selve teleskopet. Alternativet er å bruke fotometriske observasjoner, som ser på endringen i lys i forskjellige fargeområder, for å karakterisere molekylene. Siden områdene er sammenklumpet, kan dette forbedre signalet, men dette er en relativt ny teknikk, og statistisk metodikk for denne teknikken er fortsatt skjelven. I tillegg, siden bare ett filter kan brukes om gangen, må observasjonene generelt tas på forskjellige transitter, som gjør at stjernens egenskaper kan endres på grunn av stjerneflekker.

Studien fra 2008 av Swain et al. som kunngjorde tilstedeværelsen av CO2 brukte den første av disse metodene. Deres problemer startet året etter da en oppfølgingsstudie av Sing et al. klarte ikke å reprodusere resultatene. I papiret uttalte Sings team, "Enten er planetens transmisjonsspekter variabelt, eller gjenværende systematiske feil plager fortsatt kantene på Swain et al. spekteret.”

Den nye studien av Gibson, Pont og Aigrain (arbeider fra Universitetene i Oxford og Exeter) antyder at påstandene fra Swains team var et resultat av sistnevnte. De antyder at signalet er oversvømmet med mer støy enn Swain et al. gjort rede for. Denne støyen kommer fra selve teleskopet (i dette tilfellet Hubble siden disse observasjonene må gjøres ut av jordens atmosfære som vil tilføre sin egen spektrale signatur). Konkret rapporterer de at siden det er endringer i tilstanden til selve detektoren som ofte er vanskelig å identifisere og rette opp for, undervurderte Swains team feilen og førte til en falsk positiv. Gibsons team var i stand til å reprodusere resultatene ved å bruke Swains metode, men når de benyttet en mer fullstendig metode som ikke antok at detektoren kunne bli kalibrert så enkelt ved å bruke observasjoner av stjernen utenfor transitt og på forskjellige Hubble-baner, estimeringen av feilene økte betydelig, og oversvømmet signalet Swain hevdet å ha observert.

Gibsons team vurderte også saken om deteksjoner av molekyler i atmosfæren til en ekstra solplanet rundt XO-1 (som Tinetti et al. Rapporterte å ha funnet metan, vann og CO2). I begge tilfeller fant de igjen at deteksjoner av ble overvurdert og evnen til å erte signal fra dataene var avhengig av tvilsomme metoder.

Denne uken ser ut til å være en dårlig uke for de som håper å finne liv på ekstrasolplaneter. Med denne artikkelen som tviler på vår evne til å oppdage molekyler i fjerne atmosfærer og den nylige forsiktighet ved påvisning av Gliese 581g, kan man kanskje bekymre seg for vår evne til å utforske disse nye grensene, men det dette virkelig understreker er behovet for å avgrense teknikkene våre og fortsett å ta dypere blikk. Dette har vært en ærlig revurdering av dagens kunnskap, men hevder ikke på noen måte å begrense våre fremtidige funn. I tillegg er det slik vitenskapen fungerer; forskere gjennomgår hverandre data og konklusjoner. Så når vi ser på den lyse siden, fungerer vitenskapen, selv om den ikke akkurat forteller oss hva vi vil høre.

Pin
Send
Share
Send