Come possiamo rilevare l'acqua su esopianeti simili a Marte?

Secondo i dati di Curiosity, la polvere di Marte contiene circa il 2% di acqua in peso

Questo non era stato rilevato in precedenza, quindi potrebbe essere necessario modificare l'impressione che abbiamo avuto di Marte incredibilmente secco. Va bene è ancora molto secco, ma c'è acqua potenzialmente estraibile in quantità utilizzabile dai coloni.

Ma questo genere di cose sarebbe bello da scoprire prima di andare su un altro pianeta, quindi come possiamo rilevare questo tipo di cose senza effettivamente andare in superficie e riscaldare lo sporco locale?

Sarebbe difficile rilevare l'acqua in peso nella polvere di un altro pianeta con la precisione che è stata fatta per il suolo marziano.

Tuttavia, detto questo, ci sono un paio di modi per rilevare la presenza di acqua, e ciò sarebbe, secondo "60 miliardi di pianeti alieni potrebbero sostenere la vita, suggerisce lo studio" (Gannon, 2013), per rilevare la presenza di nuvole .

Per confermare che le nuvole sono nuvole d'acqua, non qualcosa di simile al vapore di ferro, ecc., Secondo l'articolo web "Hunting for Water on ExoPlanets" (grassetto mio),

Utilizzando il Very Large Telescope (VLT) dell'ESO, un team di astronomi è stato in grado di rilevare l'impronta digitale spettrale rivelatrice di molecole d'acqua nell'atmosfera di un pianeta in orbita attorno a un'altra stella . La scoperta sostiene una nuova tecnica che consentirà agli astronomi di cercare in modo efficiente l'acqua su centinaia di mondi senza la necessità di telescopi spaziali.

Come possiamo rilevare l'acqua ... senza effettivamente andare in superficie e riscaldare lo sporco locale?

Il telescopio spaziale Hubble è in grado di rilevare l'acqua da 111 anni luce di distanza sul pianeta K2-18 b . Lo spettro viene rilevato quando il pianeta passa davanti al suo sole, i risultati vengono analizzati per determinare la composizione.

NASA Goddard: " Hubble trova il vapore acqueo sull'esopianeta distante ", video pubblicato l'11 settembre 2019.

Vedi anche questo documento: " Vapore acqueo nell'atmosfera del pianeta di massa terrestre a otto zone K2-18 b " (11 settembre 2019), di Angelos Tsiaras, Ingo P. Waldmann, Giovanna Tinetti, Jonathan Tennyson & Sergey N Yurchenko:

"... Qui, segnaliamo il rilevamento di una firma spettroscopica dell'acqua nell'atmosfera di K2-18 b - un pianeta di otto masse terrestri nella zona abitabile di un nano M $[7]$ - con elevata sicurezza statistica (Rilevabilità atmosferica Index $[5]$  = 5.0, ~ 3.6σ (refs. $[8,9]$ )). Inoltre, il peso molecolare medio derivato suggerisce un'atmosfera che contiene ancora un po 'di idrogeno. Le osservazioni sono state registrate con il telescopio spaziale Hubble / Wide Field Camera 3 e analizzati con i nostri algoritmi dedicati, disponibili al pubblico $[5,9]$ .

...$\require{\mhchem}$

Questo segna la prima atmosfera rilevata intorno a una super-Terra abitabile con una così alta sicurezza. Sebbene il caso sembra essere il più favorevole, questa preferenza non è statisticamente significativa. Per quanto riguarda la composizione, i modelli di recupero confermano la presenza di vapore acqueo nell'atmosfera di K2-18 b in tutti i casi studiati con elevato significato statistico. Tuttavia, non è possibile vincolare né la sua abbondanza né il peso molecolare medio dell'atmosfera. Per il caso , abbiamo riscontrato che l'abbondanza di era compresa tra il 50% e il 20%, mentre per gli altri due casi era compresa tra lo 0,01% e il 12,5 %. Il peso molecolare medio atmosferico può essere compreso tra 5,8 AMU e 11,5 AMU nel$\ce{H2O}\ce{+H2-He}$$\ce{H2O}\ce{+H2-He}$$\ce{H2O}$$\ce{H2O}\ce{+H2-He}$Caso e tra 2,3 AMU e 7,8 AMU per gli altri casi. Questi risultati indicano che una frazione non trascurabile dell'atmosfera è ancora costituita da . ".$\ce{H2-He}$

Grafico da pagina 2:

_{Fig.2 | Modelli più adatti per i tre diversi scenari testati. Un'atmosfera senza nuvole contenente solo H O e H -He (blu), un'atmosfera senza nuvole contenente H 0, H -He e N (arancione) e un'atmosfera nuvolosa contenente solo H2O e H2-He (verde). In alto: solo modelli più adatti. In basso: intervalli di incertezza 1 e 2 .$_2$$_2$$_2$$_2$$_2$$\sigma$$\sigma$}

[5]Tsiaras, A. et al. Uno studio di popolazione sugli esopianeti gassosi. Astron. J. 155, 156 (2018).

[7]Montet, BT et al. Proprietà stellari e planetarie dei candidati alla Campagna K2 1 e validazione di 17 pianeti, incluso un pianeta che riceve un'insolazione simile alla Terra. Astrophys. J. 809, 25 (2015).

[8]Benneke, B. & Seager, S. Come distinguere tra mini-Neptunes nuvolosi e super-terre dominate dall'acqua / volatili. Astrophys. J. 778, 153 (2013).

[9]Waldmann, IP et al. Tau-REx I: un codice di recupero di prossima generazione per atmosfere esoplanetarie. Astrophys. J. 802, 107 (2015).