Tylko jak tego dokonać? Jak się okazuje, klucz do sukcesu tkwi w dobrze znanej metodzie tranzytu. Gdy planeta przechodzi na tle swojej gwiazdy, emitowane przez ten obiekt światło zostaje częściowo zasłonięte, a zachodzący w takich okolicznościach spadek jasności może stanowić istotną wskazówkę na temat parametrów samej planety jak i panujących na niej warunków.
Czytaj też: Geminidy to piękny deszcz meteorów. Mało kto jednak wie, że są one efektem kosmicznej katastrofy
Zebranie informacji na temat składu chemicznego atmosfery jest możliwe, ponieważ niektóre długości fal zostaną pochłonięte, tworząc widma absorpcyjne w widmie światła gwiazdy. Analizując widma absorpcji i emisji naukowcy są natomiast w stanie wyciągać informacje na temat atomów i cząsteczek występującej w tej atmosferze. Ostatecznie metoda tranzytu pozwala na określenia składu atmosfery nawet stosunkowo odległych obiektów, takich jak planety krążące wokół gwiazd innych niż Słońce.
Niestety, teoria okazuje się nieco łatwiejsza, niż praktyka. Emisje światła gwiazdy nie są równomierne, ponieważ mogą one zależeć od czynników takich jak jej zmienna aktywność. Wszelkiego rodzaju rozbłyski sprawiają, że występuje szum w zbieranych danych, co utrudnia prowadzenie obserwacji. Co gorsza, planeta zazwyczaj blokuje mniej niż jeden procent światła emitowanego przez gwiazdę, a w przypadku samej atmosfery jest to nawet mniejsza ilość. Pojedynczy tranzyt nie przyniesie pożądanych rezultatów: potrzeba wielokrotnych obserwacji przejść egzoplanety na tle jej gospodarza.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba może posłużyć do wykrywania w atmosferach egzoplanet cząsteczek związanych z biologicznymi formami życia
Nie oznacza to jednak, iż w ogóle nie ma takiej możliwości. Ba, astronomom udało się już tego dokonać w kilku przypadkach, choć były to masywne, gazowe planety pozasłoneczne posiadające gęste atmosfery. Jeśli chodzi o mniejsze, skaliste obiekty, takie jak Ziemia, to sprawy mają się nieco inaczej. A to przecież one – przynajmniej z perspektywy naszego kosmicznego domu – są najlepszymi kandydatami na posiadanie pozaziemskich form życia. Na szczęście Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba jest na tyle zaawansowany, by mógł wykryć choćby część biosygnatur w atmosferach takich obiektów.
Te mogą być trafnymi wyznacznikami dotyczącymi potencjalnych form życia występujących na tych egzoplanetach. Chcąc rozeznać się w możliwościach wynikających z prowadzenia tego typu poszukiwań, naukowcy wzięli pod uwagę pięć rodzajów planet podobnych do Ziemi. Chodziło o obiekt pokryty oceanami, aktywny wulkanicznie, skalisty będący na etapie silnego bombardowania, Superziemię oraz przypominający naszą planetę z czasów, w których pojawiło się na niej życie.
Czytaj też: Jeśli piekło istnieje, to właśnie tam. Nie chciałbyś się znaleźć na tej planecie
Wśród wybranych parametrów badacze zaaplikowali ciśnienie powierzchniowe mniejsze niż 5 atmosfer ziemskich i wygenerowali oraz przeanalizowali widma absorpcyjne dla kilku cząsteczek wytwarzanych organicznie. Na liście znalazły się związki takie jak metan, amoniak i tlenek węgla, które mogą, choć nie muszą, być produkowane w związku z obecnością biologicznych form życia. Jak się okazało, instrument NIRSpec będący na wyposażeniu Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba był w stanie potwierdzić obecność takich cząsteczek w przypadku planet o stosunkowo gęstych atmosferach. Do realizacji tego celu potrzeba było co najmniej 10 tranzytów planety.