เราจะตรวจจับน้ำบนดาวเคราะห์นอกระบบที่เหมือนดาวอังคารได้อย่างไร

จากข้อมูลจาก Curiosity ฝุ่นของดาวอังคารเก็บน้ำไว้ประมาณ 2% โดยน้ำหนัก

ก่อนหน้านี้ไม่ได้ถูกตรวจพบดังนั้นความประทับใจที่เรามีต่อ Mars นั้นแห้งอย่างไม่น่าเชื่ออาจจำเป็นต้องเปลี่ยนแปลง โอเคมันยังแห้งอยู่มาก แต่อาจมีน้ำที่สามารถสกัดได้ในจำนวนที่ชาวอาณานิคมใช้

แต่สิ่งนี้จะเป็นการดีที่จะค้นพบก่อนที่จะไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่นดังนั้นเราจะสามารถตรวจจับสิ่งเหล่านี้ได้โดยไม่ต้องไปที่พื้นผิวและทำความร้อนให้กับสิ่งสกปรกในท้องถิ่น

มันจะเป็นการยากที่จะตรวจสอบน้ำโดยน้ำหนักในฝุ่นของดาวเคราะห์ดวงอื่นเพื่อความแม่นยำที่ได้ทำลงไปในดินบนดาวอังคาร

อย่างไรก็ตามมีการพูดว่ามีสองวิธีในการตรวจจับการปรากฏตัวของน้ำและที่จะตามที่"ดาวเคราะห์ต่างด้าว 60 ล้านล้านสามารถสนับสนุนชีวิตแนะนำการศึกษา" (Gannon, 2013) เพื่อตรวจสอบการปรากฏตัวของเมฆ .

เพื่อยืนยันว่าเมฆนั้นเป็นเมฆน้ำไม่ใช่สิ่งที่เป็นเหล็กและอื่น ๆ ตามบทความในเว็บ"การล่าเพื่อน้ำบน ExoPlanets" (bolding mine)

ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของ ESO (VLT) ทีมนักดาราศาสตร์สามารถตรวจจับลายนิ้วมือสเปกตรัมของโมเลกุลน้ำในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ในวงโคจรรอบดาวฤกษ์อื่นได้ การค้นพบนี้สนับสนุนเทคนิคใหม่ที่จะช่วยให้นักดาราศาสตร์ค้นหาน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพบนโลกหลายร้อยแห่งโดยไม่จำเป็นต้องใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศ

เราจะตรวจจับน้ำได้อย่างไร ... โดยไม่ต้องไปที่ผิวน้ำและทำความร้อนให้กับสิ่งสกปรกในพื้นที่?

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสามารถตรวจสอบน้ำจาก 111 ปีแสงออกไปบนดาวเคราะห์K2-18 ข ตรวจพบสเปกตรัมเมื่อดาวเคราะห์ผ่านด้านหน้าของดวงอาทิตย์ผลลัพธ์จะถูกวิเคราะห์เพื่อกำหนดองค์ประกอบ

NASA Goddard: " ฮับเบิลพบไอน้ำบนดาวเคราะห์นอกระบบไกลโพ้น " วิดีโอเผยแพร่เมื่อวันที่ 11 กันยายน 2019

ดูกระดาษนี้: " ไอน้ำในบรรยากาศของดาวเคราะห์แปด - โลก - โลก - โลกโซน K2-18 ข " (ก.ย. 11 2562) โดย Angelos Tsiaras, Ingo P. Waldmann, Giovanna Tinetti, Jonathan Tennyson & Sergey N . Yurchenko:

"... ที่นี่เรารายงานการตรวจจับสเปคตรัมของน้ำในบรรยากาศ K2-18 b - ดาวเคราะห์แปดมวลโลกในเขตที่อยู่อาศัยของดาวแคระ M - ด้วยความมั่นใจทางสถิติสูง (Atmospheric Detectability) ดัชนี  = 5.0, ~ 3.6σ (อ้างอิง. )) นอกจากนี้น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยยังแสดงให้เห็นบรรยากาศที่ยังคงมีไฮโดรเจนอยู่การสังเกตถูกบันทึกด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล / กล้องมุมกว้าง 3 และวิเคราะห์ที่มีเฉพาะที่เปิดเผยต่อสาธารณชนอัลกอริทึมของเรา[5,9]$[7]$$[5]$$[8,9]$$[5,9]$

...$\require{\mhchem}$

สิ่งนี้นับเป็นบรรยากาศแรกที่ตรวจพบรอบ ๆ ซุปเปอร์เอิร์ ธ โซนซึ่งอาศัยอยู่ได้ด้วยความมั่นใจระดับสูง แม้ว่าคดีดูเหมือนจะเป็นที่นิยมที่สุด แต่การตั้งค่านี้ไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ แบบจำลองการดึงข้อมูลยืนยันถึงการมีไอน้ำในบรรยากาศของ K2-18 b ในทุกกรณีที่ศึกษาอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ อย่างไรก็ตามมันเป็นไปไม่ได้ที่จะ จำกัด ทั้งความอุดมสมบูรณ์หรือน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของบรรยากาศ สำหรับกรณีเราพบว่าอยู่ระหว่าง 50% ถึง 20% ในขณะที่อีกสองกรณีอยู่ระหว่าง 0.01% และ 12.5 % น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของบรรยากาศสามารถอยู่ระหว่าง 5.8 AMU และ 11.5 AMU ใน$\ce{H2O}\ce{+H2-He}$$\ce{H2O}\ce{+H2-He}$$\ce{H2O}$$\ce{H2O}\ce{+H2-He}$เคสและระหว่าง 2.3 AMU และ 7.8 AMU สำหรับเคสอื่น ๆ ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าส่วนของชั้นบรรยากาศที่ไม่สามารถละเลยได้นั้นยังคงทำจาก "$\ce{H2-He}$

กราฟิกจากหน้า 2:

_{รูปที่ 2 | แบบจำลองที่ดีที่สุดสำหรับการทดสอบสามสถานการณ์ที่แตกต่างกัน บรรยากาศที่ปราศจากเมฆที่มีเพียง H O และ H - เขา (สีน้ำเงิน) บรรยากาศที่ปราศจากเมฆที่มี H 0, H - เขาและ N (ส้ม) และบรรยากาศที่มีเมฆที่มี H2O และ H2-He เท่านั้น (สีเขียว). ด้านบน: รุ่นที่ดีที่สุดเท่านั้น ด้านล่าง: 1และ 2ช่วงความไม่แน่นอน$_2$$_2$$_2$$_2$$_2$$\sigma$$\sigma$}

[5]Tsiaras, A. et al. การศึกษาประชากรดาวเคราะห์นอกระบบที่เป็นก๊าซ Astron J. 155, 156 (2018)

[7]Montet, BT และคณะ คุณสมบัติของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ของผู้สมัคร K2 Campaign 1 และการตรวจสอบดาวเคราะห์ 17 ดวงรวมถึงดาวเคราะห์ที่ได้รับการยุบตัวของโลก Astrophys J. 809, 25 (2015)

[8]Benneke, B. & Seager, S. วิธีแยกแยะความแตกต่างระหว่าง mini-Neptunes ที่มีเมฆมากกับ super-Earth / น้ำที่ระเหยได้ Astrophys J. 778, 153 (2013)

[9]Waldmann, IP และคณะ Tau-REx I: รหัสการดึงข้อมูลรุ่นต่อไปสำหรับบรรยากาศนอกระบบ Astrophys J. 802, 107 (2015)