Наблюдения Земли показывают, как азот может быть обнаружен на экзопланетах

Обнаружение и определение количества азота в атмосфере экзопланет имеет важное значение для того, чтобы выяснить, может ли далекий мир быть пригодным для жизни. Это объясняется тем, что азот может помочь оценить поверхностное давление. Если в атмосфере планеты азот имеется в изобилии, то давление, вероятно, способно удерживать жидкую воду на поверхности в стабильности. Наличие жидкой воды является одним из условий, необходимым для жизни.

Если жизнь на экзопланете действительно существует, то обнаружение азота, а также кислорода может помочь астрономам проверить биологическое происхождение кислорода. Для этого ученым необходимо исключить возможности его происхождения абиотическими способами.

Проблема заключается в том, что азот довольно трудно обнаружить с далекого расстояния в видимом или инфракрасном свете. Его часто называют «невидимым газом». Наличие азота в далекой атмосфере можно обнаружить в ходе столкновения молекул азота друг с другом. Образуемые в результате таких столкновений пары имеют уникальные и заметные спектральные особенности.

Согласно статье, опубликованной 28 августа в журнале The Astrophysical Journal астрономами Эдвардом Швитерманом (Edward Schwieterman) и Викторией Мидоус (Victoria Meadows) из университета Вашингтона, будущий большой телескоп, оснащенный нужным инструментарием, сможет обнаружить эти необычные особенности в атмосферах каменистых планет.

В рамках исследования ученые использовали трехмерные данные, полученные в ходе планетарного моделирования в Virtual Planetary Laboratory. Это позволило им смоделировать, как будут выглядеть молекулы азота после столкновения в атмосфере Земли. Полученные результаты исследователи сравнили с реальными наблюдениями, произведенными с помощью беспилотного космического аппарата Deep Impact НАСА, запущенного в 2005 году.

Сравнив фактические данные с теми, которые были получены в лабораторных условиях, исследователи использовали ряд моделей, имитирующих внешний вид планет за пределами Солнечной системы, в попытках определить количество азота в их атмосферах.