భూమి యొక్క వేడి మాంటిల్‌లో గమనించిన రసాయన ప్రక్రియలను పరిశీలించడం ద్వారా, కార్నెల్ శాస్త్రవేత్తలు బసాల్ట్-ఆధారిత స్పెక్ట్రల్ సంతకాల లైబ్రరీని అభివృద్ధి చేయడం ప్రారంభించారు, ఇది మన సౌర వ్యవస్థ వెలుపల ఉన్న గ్రహాల కూర్పును బహిర్గతం చేయడంలో సహాయపడటమే కాకుండా ఆ ఎక్సోప్లానెట్‌లపై నీటి సాక్ష్యాలను ప్రదర్శించగలదు.
“భూమి యొక్క మాంటిల్ కరిగిపోయినప్పుడు, అది బసాల్ట్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది” అని ఇంజనీరింగ్ ప్రొఫెసర్ ఎస్టేబాన్ గజెల్ చెప్పారు. సౌర వ్యవస్థ అంతటా కనిపించే బూడిద-నలుపు అగ్నిపర్వత శిల అయిన బసాల్ట్ భౌగోళిక చరిత్రలో కీలకమైన రికార్డర్లు అని ఆయన చెప్పారు.
“మార్టిన్ మాంటిల్ కరిగిపోయినప్పుడు, అది బసాల్ట్‌లను కూడా ఉత్పత్తి చేస్తుంది. చంద్రుడు ఎక్కువగా బసాల్టిక్‌గా ఉంటాడు,” అని అతను చెప్పాడు. “జేమ్స్ వెబ్ స్పేస్ టెలిస్కోప్ డేటా ద్వారా చివరికి ఎక్సోప్లానెట్ల కూర్పును వివరించడానికి మేము భూమిపై బసాల్టిక్ పదార్థాలను పరీక్షిస్తున్నాము.”
గజెల్ మరియు ఎమిలీ ఫస్ట్, మాజీ కార్నెల్ పోస్ట్‌డాక్టోరల్ పరిశోధకుడు మరియు ఇప్పుడు మిన్నెసోటాలోని మకాలెస్టర్ కాలేజీలో అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్, నవంబర్ 14న “మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రా ఫర్ బసాల్టిక్ రాకీ ఎక్సోప్లానెట్స్” రచయితలు. ప్రకృతి ఖగోళ శాస్త్రం.
ఈ శిలలను సృష్టించిన ప్రక్రియలను ఖనిజాలు ఎలా రికార్డ్ చేస్తాయో అర్థం చేసుకోవడం మరియు వాటి స్పెక్ట్రోస్కోపిక్ సంతకాలు వారి లైబ్రరీని అభివృద్ధి చేయడంలో మొదటి అడుగు అని గజెల్ చెప్పారు.
“ఎక్సోప్లానెట్‌లలో ఎక్కువ భాగం బసాల్ట్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తాయని మాకు తెలుసు, వాటి హోస్ట్ స్టార్ మెటాలిసిటీ ఫలితంగా మాంటిల్ ఖనిజాలు (ఐరన్-మెగ్నీషియం సిలికేట్లు) ఏర్పడతాయి, తద్వారా అవి కరిగినప్పుడు, దశ సమతౌల్యం (పదార్థం యొక్క రెండు స్థితుల మధ్య సమతౌల్యం) ఫలితంగా లావాస్ అంచనా వేస్తుంది. బసాల్టిక్ గా ఉంటుంది” అని గజెల్ చెప్పారు. “ఇది మన సౌర వ్యవస్థలోనే కాదు, గెలాక్సీ అంతటా కూడా ప్రబలంగా ఉంటుంది.”
అంతరిక్ష టెలిస్కోప్ యొక్క మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రోమీటర్ గుర్తించగల స్పెక్ట్రల్ సంతకాల కోసం 15 బసాల్టిక్ నమూనాల యొక్క — ఒక ఉపరితలం అది ఎదుర్కొనే శక్తిని ఎంత మేరకు ప్రసరింపజేస్తుందో మొదట ఎమిసివిటీని కొలుస్తుంది.
బసాల్టిక్ కరిగి ఒక ఎక్సోప్లానెట్‌పై విస్ఫోటనం చెంది, చల్లబడిన తర్వాత, బసాల్ట్‌లు గట్టిపడతాయి, భూమిపై లావా అని పిలుస్తారు. ఈ రాయి నీటితో సంకర్షణ చెందుతుంది, ఇది ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రాలో సులభంగా గుర్తించగలిగే కొత్త హైడ్రేటెడ్ ఖనిజాలను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ మార్చబడిన ఖనిజాలు యాంఫిబోల్ (హైడ్రస్ సిలికేట్) లేదా సర్పెంటైన్ (మరొక హైడ్రస్ సిలికేట్, ఇది పాము చర్మంలా కనిపిస్తుంది) కావచ్చు.
బసాల్ట్ నమూనాల మధ్య చిన్న వర్ణపట వ్యత్యాసాలను పరిశీలించడం ద్వారా, శాస్త్రవేత్తలు ఒక ఎక్సోప్లానెట్ ఒకప్పుడు దాని లోపలి భాగంలో ఉపరితల నీటిని లేదా నీటిని నడుపుతున్నారా అని సిద్ధాంతపరంగా నిర్ణయించగలరని గెజెల్ చెప్పారు.
నీటి రుజువు తక్షణమే ఉద్భవించదు మరియు ఈ రకమైన గుర్తింపును అమలు చేయడానికి ముందు మరింత పని అవసరం. జేమ్స్ వెబ్ స్పేస్ టెలిస్కోప్ (JWST) — భూమి నుండి 1 మిలియన్ మైళ్ల దూరంలో — కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఉన్న ఒక సిస్టమ్‌పై దృష్టి పెట్టడానికి డజన్ల నుండి వందల గంటల వరకు పడుతుంది, ఆపై డేటాను విశ్లేషించడానికి ఎక్కువ సమయం పడుతుంది.
పరిశోధనా బృందం — దాని పరికల్పనలను అనుకరించడానికి మరియు 15 విభిన్న సంతకాలను పరిగణలోకి తీసుకోవడానికి ఒక రాతి ఎక్సోప్లానెట్ కోసం వెతుకుతున్నప్పుడు — సూపర్ ఎర్త్ ఎక్సోప్లానెట్ LHS 3844b నుండి డేటాను ఉపయోగించింది, ఇది 48 కాంతి సంవత్సరాల కంటే కొంచెం ఎక్కువ దూరంలో ఉన్న ఎర్ర మరగుజ్జు చుట్టూ తిరుగుతుంది.
ఖగోళ శాస్త్రం యొక్క అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ అయిన నికోల్ లూయిస్ యొక్క ప్రయోగశాలలో పనిచేస్తున్న ఇషాన్ మిశ్రా, JWSTకి భిన్నమైన ఎక్సోప్లానెట్ ఉపరితలాలు ఎలా కనిపిస్తాయో అనుకరించడానికి కంప్యూటర్ కోడ్ మోడలింగ్ ఫస్ట్ యొక్క స్పెక్ట్రల్ డేటాను వ్రాసారు.
మోడలింగ్ సాధనాలను మొదట ఇతర అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించారని లూయిస్ చెప్పారు. “ఇషాన్ యొక్క కోడింగ్ సాధనాలు మొదట సౌర వ్యవస్థలో మంచుతో నిండిన చంద్రులను అధ్యయనం చేయడానికి ఉపయోగించబడ్డాయి,” ఆమె చెప్పింది. “మేము ఇప్పుడు చివరకు సౌర వ్యవస్థ గురించి నేర్చుకున్న వాటిని ఎక్సోప్లానెట్‌లుగా అనువదించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాము.”
“ప్రత్యేకంగా LHS 3844b గ్రహాన్ని అంచనా వేయడం లక్ష్యం కాదు, అయితే రాబోయే సంవత్సరాల్లో JWST మరియు ఇతర అబ్జర్వేటరీలచే గమనించదగిన బసాల్టిక్ రాకీ ఎక్సోప్లానెట్ల యొక్క ఆమోదయోగ్యమైన పరిధిని పరిగణించడం” అని మొదట చెప్పారు.
ఎక్సోప్లానెట్ల విషయానికొస్తే, శాస్త్రీయ సాహిత్యంలో రాతి ఉపరితలాల అన్వేషణ ఎక్కువగా ఒకే డేటా పాయింట్‌లకు పరిమితం చేయబడిందని పరిశోధకులు తెలిపారు – కేవలం రసాయన రకాన్ని మాత్రమే రుజువు చేయడం – పరిశీలకులు JWSTని ఉపయోగించుకోవడంతో అది బహుళ భాగాలకు మారుతోంది. .
మినరలజీ మరియు బల్క్ కెమికల్ కంపోజిషన్‌కు సంబంధించిన సంతకాలను టీజ్ చేయడం ద్వారా — ఉదాహరణకు, ఒక శిలలో సిలికాన్, అల్యూమినియం మరియు మెగ్నీషియం ఎంత ఉన్నాయి — భూవిజ్ఞాన శాస్త్రవేత్తలు రాయి ఏర్పడిన పరిస్థితుల గురించి కొంచెం ఎక్కువ చెప్పగలరని భూగర్భ శాస్త్రవేత్తలు తెలిపారు. .
“భూమిపై, మీరు సముద్రపు అడుగుభాగంలో లోతైన మధ్య-సముద్రపు చీలికల నుండి విస్ఫోటనం చెందుతున్న బసాల్టిక్ శిలలను కలిగి ఉంటే, హవాయి వంటి సముద్ర ద్వీపాలలో విస్ఫోటనం చెందుతున్న వాటికి వ్యతిరేకంగా,” మొదట చెప్పారు, “మీరు బల్క్ కెమిస్ట్రీలో కొన్ని తేడాలను గమనించవచ్చు. కానీ అలాంటి రాళ్ళు కూడా బల్క్ కెమిస్ట్రీ వివిధ ఖనిజాలను కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి ఈ రెండూ పరిశీలించడానికి ముఖ్యమైన లక్షణాలు.”
ఫస్ట్, గజెల్, లూయిస్ మరియు మిశ్రాతో పాటు, సహ రచయితలు జోనాథన్ లెటై ’23, ఈశాన్య విశ్వవిద్యాలయం; మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్త లియోనార్డ్ హాన్సెన్, Ph.D. ’85, ఇటీవల నేషనల్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ స్టాండర్డ్స్ అండ్ టెక్నాలజీ నుండి పదవీ విరమణ చేశారు.
లూయిస్ కార్నెల్స్ కార్ల్ సాగన్ ఇన్‌స్టిట్యూట్‌లో ఫ్యాకల్టీ ఫెలో.
నేషనల్ సైన్స్ ఫౌండేషన్, నేషనల్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ స్టాండర్డ్స్ అండ్ టెక్నాలజీ మరియు హైసింగ్-సైమన్స్ ఫౌండేషన్/51 పెగాసి బి ఫెలోషిప్ ఈ పరిశోధనకు మద్దతునిచ్చాయి.
