Sciencemag.cz
Doporučujeme
Koncentrace fosfanu řádově v desítkách až stovkách ppb by byla dostačující k detekci.
V atmosféře Venuše našli mikroby, hlásila jedna televize. Samozřejmě je to poněkud jinak. Carl Sagan kdysi řekl, že mimořádná tvrzení žádají mimořádné důkazy. Existence mimozemského života je vždy mimořádné tvrzení.
Vědci našli v atmosféře Venuše fosfan, který na Zemi vyrábí jen bakterie a průmysl, a pokud víme, tak na Venuši průmysl není.
Může jít o chybu měření nebo fosfan vyrábí proces, o kterém zatím nevíme. Vědci všechny známé procesy vyloučili a to včetně vulkanické činnosti nebo blesků. Může ale existovat nějaký, který jim unikl.
V atmosféře planety se nachází asi 20 ppb fosfanu, což znamená 20 molekul na miliardu. Není to mnoho, ale je to příliš hodně na to, aby za tím stál nějaký ze známých procesů.
Fosfan na exoplanetách
Už dnes dokážeme zejména díky transmisní spektroskopii zkoumat atmosféry exoplanet. Jedná se však o planety podobné Jupiteru a navíc obíhající blízko od hvězdy. Většinou.
Postupně se nám daří a bude dařit prozkoumávat také atmosféry potenciálně obyvatelných planet. Jednou z hlavních věcí, kterou budou vědci hledat, jsou biomarkery. Jedná se o prvky a plyny, které mohou ukazovat na přítomnost života. Nebude to ale úplně jednoduchý úkol. Například kyslík se sice na Zemi do atmosféry dostává díky rostlinám, ale na jiných planetách může mít odlišný původ. Podobně je na tom také metan, který před léty zamotal vědcům hlavu na Marsu.
Vloni vyšla zajímavá studie, která přidala na seznam biomarkerů další plyn – fosfan. Většina autorů tehdejší studie je současně autorem nové studie o fosfanu v atmosféře Venuše.
Vědci tehdy vzali hypotetickou exoplanetu, ve které by převládal oxid uhličitý nebo vodík. Na Zemi vyrábí fosfan anaerobní organismy, které nepotřebují kyslík, ale ve výše uvedených atmosférách by mohly přežít.
Podle simulací by na podobných planetách mohla být koncentrace fosfanu řádově v desítkách až stovkách ppb, což by bylo dostačující k detekci. Vědci srovnávají potřebnou koncentraci fosfanu pro detekci s koncentrací metanu v zemské atmosféře. Před průmyslovou revolucí bylo metanu v atmosféře přes 700 ppb, dnes je to asi 1900 ppb.
Pomůže JWST?
Atmosféra Venuše má optický silné vrstvy, a tak museli vědci operovat s milimetrovými dalekohledy… nemyslíme jejich velikost ale působnost z hlediska části spektra. Konkrétně se pracovalo s vlnovou délkou 1,123 mm. Na pomoc si vědci vzali James Clerk Maxwell Telescope na Havaji a síť radioteleskopů ALMA.
V případě exoplanet budeme hledat fosfan dalekohledy, které pracují blíže viditelné části spektra. V případě nedávné studie provedli vědci simulace pro Kosmický dalekohled Jamese Webba.
Atmosféry exoplanet vědci zkoumají pomoci transmisní spektroskopie. Zjednodušeně řečeno získávají spektrum hvězdy v okamžiku, kdy před ní planeta přechází. Světlo hvězdy projede atmosférou planety a ta v něm zanechá otisk. Zní to jednoduše, ale není to jednoduché. U menších exoplanet, o které nám jde především, platí, že musíte pozorovat mnoho tranzitů, abyste získali dostatek dat a vylovili ze šumu kýžený výsledek. To platí obecně pro detekci jakékoliv molekuly.
V případě fosfanu je dobrou zprávou, že je spektrálně aktivní ve stejných oblastech vlnových délek jako ostatní sexy molekuly – metan, voda apod., takže jeho hledání nevyžaduje další extra pozorovací čas. Přesto budou nutné řádově desítky hodin pozorování.
Pro planety obíhající kolem aktivního červeného trpaslíka je vyžadováno minimální množství fosfanu 220 ppb v atmosférách bohatých na vodík. Pro planety obíhající kolem hvězdy podobné Slunci se fosfan musí stát hlavní částí atmosféry, aby jeho detekce byla možná s méně než 200 hodinami pozorování.
Rozlousknout záhadu fosfanu v atmosféře Venuše je tak velmi důležité také pro průzkum exoplanet. Atmosféru Venuše můžeme sledovat levně, můžeme do ní poslat sondu. Pokud najdeme nový mechanismus vzniku fosfanu v její atmosféře, může nám to usnadnit interpretaci výsledků výzkumu atmosfér exoplanet.
autor: Petr Kubala
Převzato z webu Exoplanety.cz, upraveno
