ในปีที่ผ่านมาจำนวนของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ยืนยันแล้วเพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณ จากการเขียนบทความพบว่าดาวเคราะห์นอกระบบทั้งหมด 3,777 ดวงได้รับการยืนยันในระบบดาว 2,817 ดาวโดยมีผู้สมัครอีก 2,737 คนที่รอการยืนยัน ยิ่งไปกว่านั้นจำนวนของดาวเคราะห์บนพื้นโลก (เช่นหิน) เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและเพิ่มโอกาสที่นักดาราศาสตร์จะพบหลักฐานของสิ่งมีชีวิตนอกระบบสุริยะของเรา
น่าเสียดายที่เทคโนโลยียังไม่มีอยู่ในการสำรวจดาวเคราะห์เหล่านี้โดยตรง เป็นผลให้นักวิทยาศาสตร์ถูกบังคับให้มองหาสิ่งที่เรียกว่า "ชีวประวัติ" ซึ่งเป็นสารเคมีหรือองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องกับการดำรงอยู่ของชีวิตในอดีตหรือปัจจุบัน จากการศึกษาใหม่โดยทีมนักวิจัยระหว่างประเทศวิธีหนึ่งที่จะมองหาลายเซ็นเหล่านี้คือการตรวจสอบวัสดุที่พุ่งออกมาจากพื้นผิวของดาวเคราะห์นอกระบบในช่วงเหตุการณ์กระทบ
การศึกษา - หัวข้อ“ ค้นหาชีวประวัติใน ejecta ผลกระทบนอกโลก”, ถูกตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ Astrobiology และเพิ่งปรากฏออนไลน์ มันนำโดย Gianni Cataldi นักวิจัยจากศูนย์ชีววิทยาของมหาวิทยาลัยสตอกโฮล์ม เขาเข้าร่วมโดยนักวิทยาศาสตร์จาก LESIA-Observatoire de Paris, สถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ (SwRI), สถาบันเทคโนโลยีแห่งราชอาณาจักร (KTH) และศูนย์วิจัยและเทคโนโลยีอวกาศแห่งยุโรป (ESA / ESTEC)
ดังที่ระบุไว้ในการศึกษาของพวกเขาความพยายามส่วนใหญ่ในการจำแนกลักษณะของชีวภาคดาวเคราะห์นอกระบบได้ให้ความสำคัญกับชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ สิ่งนี้ประกอบด้วยการค้นหาหลักฐานของก๊าซที่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตบนโลก - เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ไนโตรเจน ฯลฯ - รวมถึงน้ำ ดังที่ Cataldi บอกกับ Space Magazine ทางอีเมล:
“ เรารู้จากโลกว่าชีวิตสามารถมีผลกระทบอย่างรุนแรงต่อองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศ ตัวอย่างเช่นออกซิเจนทั้งหมดในชั้นบรรยากาศของเราเป็นแหล่งกำเนิดทางชีวภาพ นอกจากนี้ออกซิเจนและมีเธนยังมีความสมดุลทางเคมีอย่างรุนแรงเนื่องจากการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต ในปัจจุบันยังไม่สามารถที่จะศึกษาองค์ประกอบบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบที่มีรูปร่างคล้ายโลกได้อย่างไรก็ตามคาดว่าการตรวจวัดเช่นนี้จะเป็นไปได้ในอนาคตอันใกล้ ดังนั้นชีวประวัติในชั้นบรรยากาศจึงเป็นวิธีที่มีแนวโน้มมากที่สุดในการค้นหาชีวิตนอกโลก”
อย่างไรก็ตาม Cataldi และเพื่อนร่วมงานของเขาได้พิจารณาถึงความเป็นไปได้ในการจำแนกลักษณะที่อยู่อาศัยของดาวเคราะห์โดยมองหาสัญญาณของผลกระทบและตรวจสอบการตกกระทบ ข้อดีอย่างหนึ่งของวิธีการนี้คือการที่อีเจ็คก้าหนีวัตถุแรงโน้มถ่วงที่ต่ำกว่าเช่นดาวเคราะห์หินและดวงจันทร์ด้วยความง่ายดายมากที่สุด บรรยากาศของวัตถุประเภทนี้ก็ยากที่จะระบุลักษณะเช่นกันดังนั้นวิธีการนี้จะอนุญาตให้มีการจำแนกลักษณะที่ไม่สามารถทำได้
และตามที่ Cataldi ระบุไว้มันก็จะเป็นอิสระจากการเข้าใกล้บรรยากาศในหลายวิธี:
“ ก่อนอื่นดาวเคราะห์นอกระบบที่เล็กกว่านั้นยากกว่าที่จะศึกษาบรรยากาศของมัน ในทางตรงกันข้ามดาวเคราะห์นอกระบบที่มีขนาดเล็กกว่าจะสร้างอีเจ็คหลบหนีออกมาจำนวนมากเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของพื้นผิวของมันลดลง ประการที่สองเมื่อคิดเกี่ยวกับชีวประวัติในผลกระทบของการตกกระทบเราคิดว่าแร่ธาตุเป็นหลัก นี่เป็นเพราะชีวิตสามารถมีอิทธิพลต่อวิทยาแร่ของดาวเคราะห์โดยทางอ้อม (เช่นโดยการเปลี่ยนองค์ประกอบของบรรยากาศและทำให้แร่ธาตุใหม่ก่อตัว) หรือโดยตรง (โดยการผลิตแร่ธาตุเช่นโครงกระดูก) การตกกระทบอิมแพ็คจะทำให้เราสามารถศึกษาชีวประวัติต่าง ๆ ประกอบกับลายเซ็นของบรรยากาศ”
ข้อดีอีกอย่างของวิธีนี้คือความจริงที่ว่ามันใช้ประโยชน์จากการศึกษาที่มีอยู่ซึ่งได้ตรวจสอบผลกระทบของการชนระหว่างวัตถุทางดาราศาสตร์ ตัวอย่างเช่นมีการศึกษาหลายครั้งที่พยายามวางข้อ จำกัด ในผลกระทบยักษ์ที่เชื่อกันว่าก่อตัวระบบโลก - ดวงจันทร์เมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อน (aka. สมมติฐานของอิมแพ็คยักษ์)
ในขณะที่การชนยักษ์นั้นเป็นเรื่องปกติในช่วงสุดท้ายของการก่อตัวดาวเคราะห์โลก (ยาวนานประมาณ 100 ล้านปี) ทีมมุ่งเน้นไปที่ผลกระทบของดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหางซึ่งเชื่อว่าเกิดขึ้นตลอดช่วงอายุของดาวเคราะห์นอกระบบ ระบบ. จากการศึกษาเหล่านี้ Cataldi และเพื่อนร่วมงานของเขาสามารถสร้างแบบจำลองสำหรับการดีดดาวเคราะห์นอกระบบ
ดังที่ Cataldi อธิบายพวกเขาใช้ผลลัพธ์จากวรรณกรรมการไหลของผลกระทบเพื่อประเมินปริมาณของการตกกระทบที่สร้างขึ้น ในการประเมินความแรงของสัญญาณของดิสก์ฝุ่นรอบวงที่สร้างขึ้นโดยการตกกระทบพวกเขาใช้ผลลัพธ์จากดิสก์เศษ (เช่นอะนาล็อก extrasolar ของบทความหลักในแถบดาวเคราะห์น้อยของระบบสุริยะ) ในท้ายที่สุดผลลัพธ์ที่ได้ก็น่าสนใจ:
“ เราพบว่าผลกระทบของตัววัตถุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 กม. ทำให้เกิดฝุ่นมากพอที่จะตรวจจับได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ในปัจจุบัน (สำหรับการเปรียบเทียบขนาดของตัวรับผลกระทบที่ฆ่าไดโนเสาร์ 65 ล้านปีก่อนนั้นอยู่ที่ประมาณ 10 กม.) อย่างไรก็ตามการศึกษาองค์ประกอบของฝุ่นที่ถูกขับออกมา (เช่นการค้นหาชีวประวัติ) ไม่ได้อยู่ในขอบเขตของกล้องโทรทรรศน์ในปัจจุบัน กล่าวอีกนัยหนึ่งกับกล้องโทรทรรศน์ปัจจุบันเราสามารถยืนยันว่ามีฝุ่นที่ถูกขับออกมา แต่ไม่ได้ศึกษาองค์ประกอบของมัน”
ในระยะสั้นการศึกษาวัสดุที่พุ่งออกมาจากดาวเคราะห์นอกระบบอยู่ในอุ้งมือของเราและความสามารถในการศึกษาองค์ประกอบของมันในวันหนึ่งจะช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถจำแนกลักษณะทางธรณีวิทยาของดาวเคราะห์นอกระบบได้และทำให้ข้อ จำกัด ที่แม่นยำมากขึ้น ในปัจจุบันนักดาราศาสตร์ถูกบังคับให้คาดเดาเกี่ยวกับการจัดองค์ประกอบของดาวเคราะห์ตามขนาดและมวลที่ชัดเจน
น่าเสียดายที่การศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมที่สามารถตรวจสอบการมีอยู่ของชีวประวัติใน ejecta นั้นเป็นไปไม่ได้ในปัจจุบันและจะเป็นเรื่องยากมากสำหรับแม้แต่กล้องโทรทรรศน์ยุคหน้าเช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWSB) หรือ ดาร์วิน. ในขณะเดียวกันการศึกษาการตกกระทบของดาวเคราะห์นอกระบบนำเสนอความเป็นไปได้ที่น่าสนใจมากเมื่อพูดถึงการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบและการศึกษาลักษณะ ตามที่ Cataldi ระบุ:
“ จากการศึกษาการตกกระทบจากเหตุการณ์กระทบเราสามารถเรียนรู้บางอย่างเกี่ยวกับธรณีวิทยาและการอาศัยของดาวเคราะห์นอกระบบและตรวจพบชีวภาค วิธีนี้เป็นวิธีเดียวที่ฉันรู้ในการเข้าถึงหน้าดินของดาวเคราะห์นอกระบบ ในแง่นี้ผลกระทบสามารถมองได้ว่าเป็นการทดลองเจาะโดยธรรมชาติ การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าฝุ่นที่เกิดจากเหตุการณ์กระทบนั้นเป็นหลักการที่ตรวจพบได้และกล้องโทรทรรศน์ในอนาคตอาจจะสามารถ จำกัด องค์ประกอบของฝุ่นและดังนั้นองค์ประกอบของดาวเคราะห์ก็เป็นได้”
ในทศวรรษที่ผ่านมานักดาราศาสตร์จะศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะด้วยเครื่องมือของการเพิ่มความไวและพลังงานในความหวังในการค้นหาตัวบ่งชี้ของชีวิต เวลาที่กำหนดการค้นหาชีวประวัติในเศษซากรอบ ๆ ดาวเคราะห์นอกระบบที่เกิดจากการชนของดาวเคราะห์น้อยสามารถทำได้ควบคู่ไปกับการค้นหาชีวประวัติในชั้นบรรยากาศ
เมื่อรวมสองวิธีนี้เข้าด้วยกันนักวิทยาศาสตร์จะสามารถพูดด้วยความมั่นใจมากขึ้นว่าดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลไม่เพียง แต่สามารถช่วยชีวิต แต่ยังทำเช่นนั้น!
