Поиск внеземной жизни, безусловно, является одним из самых глубоких научных исследований нашего времени. Если инопланетная биология будет найдена на другой планете, вращающейся вокруг другой звезды, мы, наконец, узнаем, что жизнь возможна за пределами нашей солнечной системы.
Отслеживание намеков на инопланетную биологию
Однако поиск подсказок о наличии инопланетной биологии на далеких планетах далеко не прост. Но команда астрономов разрабатывает новую технику для использования следующим поколением мощных телескопов, которая позволит им точно измерить химический состав атмосфер экзопланет. Надежда, конечно, заключается в том, чтобы найти доказательства инопланетной жизни.
Поиск жизни в галактике
Этот глубокий поиск приобрел особенное значение после обнаружения семи маленьких экзопланет, вращающихся вокруг крошечной красной карликовой звезды TRAPPIST-1. Три из этих экзопланет вращаются в так называемой "обитаемой зоне" звезды. Это область вокруг звезды, где не слишком жарко и не слишком холодно для существования жидкой воды на планете.
Вода — ключ к жизни
На Земле где есть жидкая вода, там есть и жизнь, поэтому если хотя бы одна из обитаемых планет TRAPPIST-1 имеет воду, то, возможно, на ней есть и жизнь.
Неизвестность TRAPPIST-1
Тем не менее потенциал TRAPPIST-1 как источника жизни остается чистой загадкой. Даже несмотря на то, что эта увлекательная звездная система находится в нашей галактической окрестности, мы не знаем, существует ли в атмосферах этих миров вода. На самом деле, у нас даже нет никакой информации о том, есть ли у них атмосферы. Все, что мы знаем, — это то, как долго экзопланеты вращаются вокруг звезды, и их физический размер.
Поиски биосигнатур
"Первое обнаружение биосигнатур на других планетах может быть одним из самых значительных научных открытий нашего времени", - говорит Гаррет Руэйн, астроном из Калифорнийского института технологии (Caltech). "Это будет значительным шагом к ответу на один из самых больших вопросов человечества: 'Мы одни?'"
Работа в лаборатории по экзопланетам
Руэйн работает в Лаборатории технологии экзопланет Калифорнийского института технологии, которая разрабатывает новые стратегии для поиска экзопланетарных биосигнатур, таких как молекулы кислорода и метана. Обычно такие молекулы очень реакционны с другими химическими веществами, что означает, что они быстро разлагаются в атмосферах планет. Поэтому, если астрономы обнаруживают спектроскопический "след" метана в атмосфере экзопланеты, это может означать, что процессы инопланетной биологии производят этот газ.
Преодоление трудностей
К сожалению, нельзя просто взять самый мощный телескоп в мире и направить его на TRAPPIST-1, чтобы увидеть, содержит ли атмосфера этих планет метан.
"Для того чтобы обнаружить молекулы в атмосферах экзопланет, астрономам необходимо иметь возможность анализировать свет планеты, не будучи полностью заслоненными светом близкой звезды", - говорит Руэйн.
Счастье в том, что красные карликовые звезды, такие как TRAPPIST-1, прохладные и тусклые, поэтому проблема с бликами менее острая. И поскольку такие звезды являются самым распространенным типом звезд в нашей галактике, астрономы первыми обращают внимание на них, чтобы сделать это историческое открытие.
Технология коронафага
Астрономы используют инструмент, известный как "коронафаг", чтобы изолировать отраженный свет звезды, отбрасывающийся от близкой экзопланеты. Как только коронафаг сфокусирован на слабом свете экзопланеты, спектрометр с низким разрешением анализирует химический "след" этого мира. К сожалению, эта технология ограничена только исследованием крупных экзопланет, вращающихся далеко от своих звезд.
Метод HDC
Новая техника лаборатории технологии экзопланет использует коронафаг, оптические волокна и спектрометр высокого разрешения, все работающие вместе для устранения бликов звезды и одновременного получения очень детального химического "следа" миров, находящихся в орбите. Этот метод известен как "коронафаг высокого разрешения" (HDC), и он может революционизировать наше понимание разнообразия атмосфер экзопланет.
"То, что делает метод HDC настолько мощным, — это то, что спектральная подпись планеты может быть выделена, даже когда она все еще скрыта в бликах звезды после коронафага", — говорит Руэйн. "Это позволяет обнаруживать молекулы в атмосфере планет, которые крайне трудно изображать."
Не хватает только мощного телескопа
В конце 2020-х годов тридцатиметровый телескоп станет самым большим оптическим телескопом на земле и, используя HDC, астрономы вскоре смогут изучать атмосферы потенциально обитаемых миров, вращающихся вокруг красных карликов.
"Обнаружение кислорода и метана в атмосферах планет, размером с Землю, вращающихся вокруг M-карликов, подобных Proxima Centauri b, с использованием тридцатиметрового телескопа будет чрезвычайно захватывающим", — говорит Руэйн. "Нам все еще многое предстоит узнать о возможной обитаемости этих планет, но это, возможно, указывает на то, что могут существовать планеты, подобные Земле, в орбите наших ближайших звездных соседей."
Оценивается, что в нашей галактике имеется около 58 миллиардов красных карликовых звезд, и известно, что большинство из них будут обладать планетами, поэтому, когда тридцатиметровый телескоп начнет работать, астрономы могут быть на пороге обнаружения долгожданного биосигнатурного отпечатка.
