การวัดความดันบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ไกลออกไปอาจดูเหมือนเป็นงานที่น่ากลัว แต่นักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันได้พัฒนาเทคนิคใหม่เพื่อทำเช่นนั้น
เมื่อการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบครั้งแรกเริ่มกลิ้งเข้ามานักดาราศาสตร์ให้ความสำคัญในการค้นหาดาวเคราะห์ในเขตเอื้ออาศัยซึ่งเป็นวงรอบดาวฤกษ์ที่น้ำไม่แข็งตัวหรือเดือด แต่การจำแนกลักษณะของสภาพแวดล้อมและความเป็นอยู่ของดาวเคราะห์นอกระบบนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิพื้นผิวโลกเพียงอย่างเดียว
ความดันบรรยากาศมีความสำคัญพอ ๆ กับการประเมินว่าพื้นผิวของดาวเคราะห์นอกระบบอาจจะมีน้ำของเหลวหรือไม่ ใครก็ตามที่คุ้นเคยกับการตั้งแคมป์ที่ระดับความสูงควรมีความเข้าใจที่ดีว่าแรงดันมีผลต่อจุดเดือดของน้ำอย่างไร
วิธีการที่พัฒนาโดย Amit Misra ผู้สมัครระดับปริญญาเอกเกี่ยวข้องกับการแยก "dimers" - คู่ของโมเลกุลที่ถูกผูกมัดที่มีแนวโน้มที่จะก่อตัวขึ้นที่แรงกดดันและความหนาแน่นสูงในชั้นบรรยากาศของโลก - เพื่อไม่ให้สับสนกับ "monomers" โมเลกุล ในขณะที่มีตัวหรี่แสงหลายประเภททีมวิจัยมุ่งความสนใจไปที่โมเลกุลของออกซิเจนซึ่งผูกพันกันชั่วคราวผ่านพันธะไฮโดรเจน
เราอาจตรวจจับแสงในทางอ้อมในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบเมื่อดาวฤกษ์เคลื่อนที่ผ่านหน้าดาวฤกษ์แม่ของมัน เมื่อแสงของดาวผ่านชั้นบาง ๆ ของชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์จะดูดซับความยาวคลื่นบางส่วนของมัน เมื่อแสงดาวมาถึงโลกมันจะถูกประทับด้วยรอยนิ้วมือทางเคมีของตัวหรี่แสง
Dimers ดูดซับแสงในรูปแบบที่โดดเด่นซึ่งโดยทั่วไปจะมีสี่ยอดเนื่องจากการเคลื่อนที่แบบหมุนของโมเลกุล แต่ปริมาณของการดูดซึมอาจเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับความกดอากาศและความหนาแน่นของบรรยากาศ ความแตกต่างนี้เด่นชัดมากขึ้นในหรี่กว่าโมโนเมอร์ทำให้นักดาราศาสตร์ได้รับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความดันบรรยากาศตามอัตราส่วนของลายเซ็นทั้งสองนี้
ในขณะที่ตรวจพบเครื่องหรี่น้ำในชั้นบรรยากาศของโลกตั้งแต่ต้นปีที่แล้วกล้องที่ทรงพลังจะมาออนไลน์ในไม่ช้าอาจทำให้นักดาราศาสตร์ใช้วิธีนี้ในการสังเกตดาวเคราะห์นอกระบบ ทีมวิเคราะห์ความน่าจะเป็นของการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์เพื่อทำการตรวจจับและพบว่ามันท้าทาย แต่เป็นไปได้
การตรวจจับหรี่แสงในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบไม่เพียง แต่ช่วยเราประเมินความดันบรรยากาศเท่านั้นดังนั้นสถานะของน้ำบนผิวน้ำ แต่เครื่องหมายทางชีวภาพอื่น ๆ เช่นกัน ออกซิเจนเชื่อมโยงโดยตรงกับการสังเคราะห์ด้วยแสงและส่วนใหญ่จะไม่อุดมสมบูรณ์ในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบเว้นแต่ว่าผลิตจากสาหร่ายหรือพืชอื่นเป็นประจำ
“ ดังนั้นถ้าเราพบดาวเคราะห์เป้าหมายที่ดีและคุณสามารถตรวจจับโมเลกุลหรี่แสงเหล่านี้ - ซึ่งอาจเป็นไปได้ภายใน 10 ถึง 15 ปีข้างหน้า - นั่นไม่เพียง แต่จะบอกอะไรคุณเกี่ยวกับแรงกดดัน แต่จริง ๆ แล้วบอกคุณว่ามีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงนั้น Misra กล่าวในงานแถลงข่าว
บทความได้ตีพิมพ์ในฉบับเดือนกุมภาพันธ์ของวิชาชีววิทยาและสามารถดาวน์โหลดได้ที่นี่
