Mitä tähtitieteilijöiden pitäisi erityisesti tarkkailla etsiessään elämää Maata muistuttavilta eksoplaneetoilta, jotka sijaitsevat tuhansien valovuosien päässä?
Jotta tähän kysymykseen saataisiin vastaus, Hubble-avaruusteleskoopin annettiin tutkia täydellistä kuunpimennystä ultraviolettisäteilyn aallonpituuksilla – ja kiinnittää huomionsa yhteen niistä ihmeistä, jotka Nasa tuntee parhaiten, nimittäin Maan ilmakehään.
Kuunpimennyksen aikana teleskooppi käytti Kuuta eräänlaisena peilinä, joka heijasti juuri Maan ilmakehän läpi kulkeneita Auringon säteitä. Kuusta tulevasta heijastuksesta Hubble löysi otsonia.
Tammikuun 2019 täydellisen kuunpimennyksen aikana kuvassa suurennettu alue Kuun pinnasta toimi peilinä, joka heijasti Auringon säteet Hubblea kohti.
Tällä tavoin tähtitieteilijät saattoivat simuloida tilanteen, jossa eksoplaneetta kulkee planeettansa editse. Nyt tiedetään, mitä siinä tilanteessa pitää tarkkailla.
Hubble-tutkimuksen johtaja Allison Youngblood selittää Nasan lehdistötiedotteessa, miten otsoni saattaa olla merkki elämästä:
Kun löydämme otsonia, sillä on suuri merkitys, koska se on hapen valokemiallinen sivutuote. Happi taas itsessään on elämän sivutuote. Allison Youngblood, Hubble-tutkimuksen johtaja
Kun Auringon säteet kulkevat Maan ilmakehän läpi ja taas poistuvat siitä toisella puolella, tietyt auringonvalon värit siivilöityvät pois. Tästä jää tulokseksi aivan omanlaisensa valo, jota tähtitieteilijät kutsuvat Maan sormenjäljeksi.
Vastaava ilmiö tapahtuu tutkijoiden mukaan silloin, kun Maata muistuttava eksoplaneetta, jolla on otsonipitoinen kaasukehä, lipuu emotähtensä editse.
Kun tähtitieteilijät tekivät eräänlaisen kenraaliharjoituksen Hubblella, kyseessä oli ilmiön pienoismalli, missä Kuu toimi peilinä.
Jotta voitaisiin selvittää, onko tuhansien valovuosien päässä sijaitsevalla eksoplaneetalla kaasukehä, tarvitaan teleskooppi, jonka linssi on vielä suurempi ja teknisesti edistyneempi kuin Hubblen. Nyt kuitenkin tutkijat tietävät, että menetelmä periaatteessa toimii.
Tämä ei ollut ensimmäinen kerta, kun Hubble tarkkaili planeetan kaasukehän läpi kulkeneen tähden valoa. Nyt kuitenkin se havaitsi ensi kertaa, että otsoni muutti valoa.
Valo ja värit voivat paljastaa elämää
Hubblen lähettämistä tiedoista on myös selvinnyt, että K2-18b-eksoplaneetalla on tutkijoiden mukaan vesimolekyylejä, eli siellä olisi meidän tuntemamme kaltaisen elämän yksi perusedellytys.
Hubble-teleskooppi mittaa vieraista tähdistä tulevaa valoa, joka suodattuu vieraiden aurinkokuntien planeettojen kaasukehien läpi.
Kun valo kulkee kaasukehän läpi, se joko taittuu, heijastuu tai imeytyy kaasukehän molekyyleihin. Kaasukehän molekyylit siis määräävät, mitä valon aallonpituutta – ja siten myös värejä – Hubblen laitteisiin päätyy.
Värejä analysoimalla astronomit ovat saaneet selville, että K2-18b-planeetta heijastaa hyvin vähän valoa juuri vesimolekyylien aallonpituudella, joten eksoplaneetalla on vettä ja siten siellä voi olla myös elämää.
Näin Hubble toimii
Aurinkopaneelit ja gyroskoopit pitävät Hubblen liikkeessä
Hubble saa energiaa kahdesta isosta aurinkopaneelista. Teleskoopin kurssi pysyy vakaana gyroskooppien avulla.
Ilman gyroskooppeja Hubble saattaisi ajautua liian lähelle joko Maata tai Aurinkoa, mikä voisi vaurioittaa sen herkkiä laitteita.
Pääpeili nappaa heikoimmankin valonkajastuksen
Hubble-teleskoopissa on lähes 2,5 metriä pitkä pääpeili, joka nappaa mahdollisimman paljon valoa ja takaa siten kuvien tarkkuuden.
Hubblen havaintopaikalta avaruudesta voidaan tarkkailla myös infrapuna- ja ultraviolettialuetta, jotka eivät ilmakehän vuoksi näy Maahan. Havainnoimalla valoa näillä aallonpituuksilla Hubble voi muun muassa nähdä aivan nuoria tähtiä.
Hubble vaihtaa asentoaan
Hubblessa ei ole moottoreita, jotka antaisivat sille työntövoimaa tai auttaisivat vaihtamaan asentoa. Silti se kiitää uskomattoman nopeasti Maata kiertävällä radallaan, sillä yhteen kierrokseen Maan ympäri kuluu noin 95 minuuttia.
Kun Hubblen pitää muuttaa asentoaan, pienet rattaat kääntävät sitä. Hubble voi kääntyä 90 astetta 15 minuutissa.