ジェイムズ ウェッブ宇宙望遠鏡は、宇宙の他の場所にある生命体の最も興味をそそる候補、つまり TRAPPIST-1 として知られる星系の系外惑星のグループを観察し始めました。
これは、今後数年間で、天文学者が太陽系外の惑星群からの豊富なデータを期待できることを意味します。 答えを助ける 古くからの質問: 私たちは宇宙で一人ですか?
ウェッブは、その後数週間で世界を驚かせました NASA そのリリース 適切な観測の最初のバッチ これには、これまでに撮影された宇宙の最も深い赤外線画像が含まれていました。
遠く離れた宇宙の物体の望遠鏡の驚くほどカラフルな画像は、一般の人々の想像力をかき立てますが、望遠鏡が収集してきた豊富な生データを見落とすのは簡単かもしれません。
科学的観測が可能になった直後に、Webb は優先事項として TRAPPIST-1 システムの研究を開始しました。 TRAPPIST-1 は、太陽から約 12 パーセク (39 光年) 離れた赤色矮星で、2017 年に発見されて以来、天文学者の関心を集めてきました。
それは TRAPPIST-1 が少なくとも 7 つの岩石を持っていることがわかったからです。 外惑星— 太陽系の外に存在し、地球と同様の大きさと質量で周回する惑星。 さらに、最初の観測では、いくつかの惑星の温度が十分に低く、液体の水の存在を仮説的に支持している可能性があることが示唆されました。
「地球型、温帯型、またはその両方の惑星は他にもありますが、それらは通常、遠すぎたり、星の周りに大きすぎたりして、実際に研究することができません」と、地球、大気、惑星の助教授である Julien de Witマサチューセッツ工科大学の科学部門と TRAPPIST-1 システムを発見したチームの一部は、次のように述べています。 ニューズウィーク.
「したがって、これらは、おそらく他の地球の居住可能な惑星の大気に私たちが持っている唯一の窓であり、それがそれらの本当に特別なところです。」
しかし、技術的な限界により、これまでのところ、これらの惑星の重要な特徴、つまり大気があるかどうかを確認することができませんでした。 つまり、ウェッブが登場するまでは。
「私たちが今答えたい質問は、彼らには雰囲気があるかということです? 彼らに大気があれば、物事は非常にエキサイティングなものになるでしょう」と、TRAPPIST-1 システムを発見したチームを率いた、ベルギーのリエージュ大学の外惑星研究者、Michaël Gillon 氏は述べています。
彼は言った ニューズウィーク：「地球から遠く離れていて、必要に応じて数時間または数日間監視でき、赤外線の広い波長範囲で動作する非常に大きな望遠鏡が本当に必要です [spectrum]これは、私たちが探しているすべての分子分光機能が配置されている場所だからです。 そしてジェームズ・ウェッブはまさに私が話していることです。」
デ・ウィットにとって、 技術的進歩 ウェッブで作られたことは誇張することはできません。 「情報コンテンツに関しては、ラジオを聞くことから、テレビを使用することへとほぼ変わりつつあります」と彼は言いました。
光を分割する
TRAPPIST-1惑星に大気があるかどうかを科学者が解明するために使用する方法 トランジット分光法と呼ばれる. 近くの惑星の周りを通過する太陽光を収集し、この光をスペクトルに分割することで機能します。これは、プリズムが白色光を虹に分割するのと同じです。
その太陽光が地球に向かう途中で惑星の大気を通過した場合、その光のスペクトルには明らかな兆候があります。
「つまり、データと分光データに現れる大気の化学的特徴の痕跡があります」と Gillon 氏は言います。
調査は段階的に行われます。 まず、Webb の天文学者は、TRAPPIST-1 惑星のいずれかに実際に大気があるかどうかを確認します。これは、それ自体が大きな進展です。
第二に、これらの大気のそれぞれが何でできているかを調べる作業が始まります。 デ・ウィットが「タマネギの皮をむくようなもの」と表現したプロセス。
「注目に値するのは、何かが非常に強力な機能を持っているという理由だけで簡単に検出できるということですが、それは非常に少量である可能性があります」と彼は付け加えました. 「それで、分子の特徴を見つけ始めます。それは素晴らしいことです。 しかし、次のステップは、十分なデータを収集して、これがどれだけあるのかについて議論を開始し、高度と気圧の関数として温度に関する情報を抽出することです。」
次に、ウェッブのチームは、表面の状態と、そもそもこれらの大気成分の存在につながった可能性のあるプロセスに関する詳細を推測し始めることができました。
「これはお気に入りのテレビ番組のようなもので、次のエピソードに到達するまで 1 週間待たなければなりません」と de Wit 氏は言います。 「この場合、次のエピソードが出るまで 1 年待たなければならないかもしれません。」
ガスを持っている
TRAPPIST-1 惑星を研究している科学者にとって興味深い大気成分はたくさんあります。最初に思い浮かぶのは水蒸気かもしれませんが、Gillon 氏にとってはメタンが大きな要因になるでしょう。
「私たちは、メタンの寿命が非常に短いことを知っています」と彼は言いました。 「そのような雰囲気では、その分子は非常に速く消えます。 したがって、これらの TRAPPIST-1 惑星の 1 つの大気に大量のメタンがあり、大気にも CO2 またはオゾンが豊富に含まれている場合、非常に大量のメタン源があったことを意味します。 非生物的な発生源はあまり知られていませんが、生物がメタンを生成できることはわかっています。
「地球の大気が酸素が非常に豊富になる前は、光合成が盛んになったおかげで、地球の大気中には大量のメタンを生成するバクテリアがいたため、大量のメタンが存在していたと考えられます。
「ですから、メタンが検出されれば、非常にエキサイティングです。」
ポスト ジェームス・ウェッブは、地球に似た惑星でいっぱいの星系である TRAPPIST-1 を覗いています 最初に登場した ニューズウィーク.
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