Jeden Tag wache ich auf und blättere durch die Titel und Abstracts der neuesten Artikel, die auf arXiv veröffentlicht wurden. Von wie vielen heißen Jupitern möchten Sie wirklich hören? Wenn es sich in irgendeiner Weise um einen Rekordhalter handelt, lese ich ihn. Eine andere Möglichkeit, auf die ich achten werde, besteht darin, dass Berichte über die spektroskopische Detektion von Komponenten der Atmosphäre vorliegen. Während bei einer Handvoll Transitplaneten Spektrallinien entdeckt wurden, sind sie immer noch ziemlich selten, und neue Entdeckungen werden unser Verständnis der Entstehung von Planeten einschränken.
Der heilige Gral auf diesem Gebiet wäre es, elementare Signaturen von Molekülen zu entdecken, die sich nicht auf natürliche Weise bilden und für das Leben charakteristisch sind (wie wir es kennen). Im Jahr 2008 kündigte ein Papier den ersten Nachweis von CO an2 in einer Exoplanetenatmosphäre (die von HD 189733b), die, obwohl nicht ausschließlich, eines der lebenslangen Tracermoleküle ist. Obwohl HD 189733b kein Kandidat für die Suche nach ET ist, war es dennoch eine bemerkenswerte Premiere.
Andererseits vielleicht auch nicht. Eine neue Studie wirft Zweifel an der Entdeckung sowie dem Bericht verschiedener Moleküle in der Atmosphäre eines anderen Exoplaneten auf.
Bisher gab es zwei Methoden, mit denen Astronomen versucht haben, molekulare Spezies in der Atmosphäre von Exoplaneten zu identifizieren. Das erste ist die Verwendung von Sternenlicht, das von der Atmosphäre des Planeten gefiltert wird, um nach Spektrallinien zu suchen, die nur während des Transits vorhanden sind. Die Schwierigkeit bei dieser Methode besteht darin, dass die Ausbreitung des Lichts zur Erfassung der Spektren das Signal schwächt, manchmal bis zu dem Punkt, an dem es durch systematisches Rauschen des Teleskops selbst verloren geht. Die Alternative besteht darin, photometrische Beobachtungen zu verwenden, die die Änderung des Lichts in verschiedenen Farbbereichen untersuchen, um die Moleküle zu charakterisieren. Da die Bereiche alle zusammengefasst sind, kann dies das Signal verbessern, dies ist jedoch eine relativ neue Technik, und die statistische Methodik für diese Technik ist immer noch wackelig. Da jeweils nur ein Filter verwendet werden kann, müssen die Beobachtungen im Allgemeinen an verschiedenen Durchgängen durchgeführt werden, wodurch sich die Eigenschaften des Sterns aufgrund von Sternflecken ändern können.
Die Studie von Swain et al. das kündigte die Anwesenheit von CO an2 verwendete die erste dieser Methoden. Ihre Probleme begannen im folgenden Jahr, als eine Folgestudie von Sing et al. Die Ergebnisse konnten nicht reproduziert werden. In ihrer Arbeit erklärte Sing's Team: "Entweder ist das Übertragungsspektrum des Planeten variabel, oder verbleibende systematische Fehler plagen immer noch die Ränder von Swain et al. Spektrum."
Die neue Studie von Gibson, Pont und Aigrain (Mitarbeiter der Universitäten Oxford und Exeter) legt nahe, dass die Behauptungen von Swains Team auf letztere zurückzuführen sind. Sie legen nahe, dass das Signal mit mehr Rauschen überschwemmt ist als Swain et al. entfielen. Dieses Rauschen kommt vom Teleskop selbst (in diesem Fall Hubble, da diese Beobachtungen aus der Erdatmosphäre stammen müssten, die eine eigene spektrale Signatur hinzufügen würde). Insbesondere berichten sie, dass Swains Team den Fehler unterschätzt hat, was zu einem falsch positiven Ergebnis geführt hat, da es Änderungen im Zustand des Detektors selbst gibt, die oft schwer zu identifizieren und zu korrigieren sind. Gibsons Team war in der Lage, die Ergebnisse mit der Swain-Methode zu reproduzieren, aber als sie eine vollständigere Methode anwendeten, die nicht davon ausging, dass der Detektor so einfach kalibriert werden konnte, indem Beobachtungen des Sterns außerhalb des Transits und auf verschiedenen Hubble-Bahnen verwendet wurden, die Schätzung der Fehler nahmen signifikant zu und überschwemmten das Signal, das Swain angeblich beobachtet hatte.
Gibsons Team untersuchte auch den Fall der Detektion von Molekülen in der Atmosphäre eines zusätzlichen Sonnenplaneten um XO-1 (auf dem Tinetti et al. Berichten zufolge Methan, Wasser und CO gefunden haben2). In beiden Fällen stellen sie erneut fest, dass die Erkennungen von überbewertet waren und die Fähigkeit, das Signal aus den Daten herauszuholen, von fragwürdigen Methoden abhing.
Diese Woche scheint eine schlechte Woche für diejenigen zu sein, die hoffen, Leben auf außersolaren Planeten zu finden. Da dieser Artikel Zweifel an unserer Fähigkeit aufwirft, Moleküle in fernen Atmosphären zu erkennen, und die jüngste Vorsicht beim Nachweis von Gliese 581g, könnte man sich Sorgen über unsere Fähigkeit machen, diese neuen Grenzen zu erkunden, aber was dies wirklich unterstreicht, ist die Notwendigkeit, unsere Techniken und Techniken zu verfeinern schau immer tiefer. Dies war eine offene Neubewertung des aktuellen Wissensstandes, erhebt jedoch keinen Anspruch darauf, unsere zukünftigen Entdeckungen einzuschränken. Darüber hinaus funktioniert die Wissenschaft so. Wissenschaftler überprüfen sich gegenseitig Daten und Schlussfolgerungen. Wenn man also auf die gute Seite schaut, funktioniert die Wissenschaft, auch wenn sie uns nicht genau sagt, was wir gerne hören würden.
