Одна из основных цель астрономов — найти жизнь за пределами Солнечной системы. Недавно прозвучал новый прогноз, что это произойдет через четверть века. «Хайтек» рассказывает главное.
Ученые еще не нашли жизнь на Марсе, но один исследователь считает, что в течение следующей четверти века человечество обнаружит ее признаки на планетах за пределами Солнечной системы. Саша Кванц, астрофизик из Швейцарского федерального технологического института ETH Zurich, сделал это заявление в ходе недавнего открытия нового университетского Центра происхождения и распространения жизни.
Выступая на брифинге для прессы, ученый подробно рассказал о технологических проектах, которые находятся сейчас в разработке. В итоге они позволят наконец-то ответить на вопрос, одиноки ли мы во Вселенной.
С чего началось исследование экзопланет?
В 1995 году лауреат Нобелевской премии Дидье Кело обнаружил первую планету за пределами Солнечной системы. Сегодня известно около 5 000 экзопланет, и ученые ежедневно открывают новые.
Почти половину из них помог найти космический телескоп НАСА «Кеплер», который запустили в 2009 году. Его цель — выяснить, насколько распространены похожие на Землю планеты в галактике Млечный Путь. В 2018 году у обсерватории появился преемник — миссия TESS. Этот космический телескоп предназначен для открытия экзопланет транзитным методом. Его разработали в Массачусетском технологическом институте в рамках Малой исследовательской программы НАСА.
Открытие первой настоящей «инопланетной Земли» — давняя мечта астрономов, а недавние открытия экзопланет показали, что в галактике много маленьких каменистых миров, подобных нашему.
Что нужно для жизни?
Ученым предстоит открыть еще много экзопланет. Астрономы считают, что у каждой из более чем 100 млрд звезд в галактике Млечный Путь есть по крайней мере одна планета-компаньон. Многие из них, точно так же, как Земля, каменистые и находятся на правильном расстоянии от своих звезд-хозяев. В итоге там, возможно, есть такое важное условие для жизни, как наличие жидкой воды.
Однако неизвестно, есть ли у этих планет земной группы атмосфера и из чего она состоит. Для этого надо исследовать атмосферы этих планет. Ученые давно ждали чтобы технология телескопов улучшились настолько, чтобы изучать состав атмосферы планеты и активность ее родительской звезды. С запуском телескопа «Джеймс Уэбб» этот момент настал.
Поможет ли телескоп «Уэбб»?
Недавно команда космического телескопа «Джеймс Уэбб» опубликовала первое прямое изображение экзопланеты, вращающейся вокруг далекой звезды: массивного газового гиганта HIP 65426 b. Она в 12 раз больше Юпитера и вращается на расстоянии 100 астрономических единиц от своего солнца. Снимок помог уточнить параметры планеты и доказать высокую эффективность обсерватории при прямых наблюдениях за экзопланетами.
Вообще космический телескоп «Джеймс Уэбб» построили не для изучения экзопланет, а для поиска самых старых звезд во Вселенной. Но он уже сделал несколько прорывов в исследованиях экзопланет, включая обнаружение углекислого газа и воды в атмосферах некоторых из них.
Проблема в том, что «Уэбб», хоть и самая мощная обсерватория, когда-либо запущенная в космос, недостаточно мощная, чтобы наблюдать гораздо меньшие, похожие на Землю планеты, которые вращаются на оптимальных расстояниях от своих звезд.
Планета HIP 65426 b, которую «нашел» телескоп, — очень особенная. Она гигантская и вращающаяся очень далеко от звезды. Однако, чтобы сфотографировать маленькие планеты, похожие на Землю, «Уэбб» недостаточно силен.
Надежда есть?
Ученые уже строят новые инструменты, чтобы заполнить этот пробел в возможностях космического телескопа «Джеймса Уэбба». Так, Саша Кванц и его команда инженеров возглавляют разработку спектрографа METIS (mid-infrared ELT imager and spectrograph, устройства формирования изображений и спектрографа ELT среднего инфракрасного диапазона).
Это первый в своем роде прибор, который станет частью Чрезвычайно большого телескопа (англ. Extremely Large Telescope, ELT). Сейчас его строят в Чили, проект закончат к концу этого десятилетия. Главным инструментом ELT станет телескоп с сегментным зеркалом диаметром в 39,3 м. Он будет состоять из 798 шестиугольных сегментов диаметром 1,4 м каждый.
Основная цель прибора — сделать первый снимок планеты земной группы, потенциально похожей на Землю, вокруг одной из самых близких звезд. Но в перспективе ученые планируют использовать его для десятков звезд, а также исследовать атмосферы земных экзопланет.
Наземному телескопу, такому как ELT, придется бороться с помехами земной атмосферы, которые искажают измерения химического состава атмосфер экзопланет. А поскольку у «Уэбба» есть свои ограничения, для поиска жизни в космосе потребуется совершенно новая миссия, рассказал Саша Кванц на пресс-конференции.
О какой миссии речь?
Новую миссию уже обсуждают под эгидой Европейского космического агентства (ЕКА). Ее назвали LIFE (англ. Large Interferometer for Exoplanets, Большой интерферометр для экзопланет). Проект появился еще в 2017 году. Однако пока она находится на ранней стадии изучения. Официально ее не одобрили и профинансировали. Во всяком случае, пока.
Космический телескоп LIFE будет изучать огромное количество экзопланет и искать следы молекул в атмосферах далеких миров, которые могли появиться в результате жизнедеятельности организмов.
Что в итоге?
По словам Кванца, новый центр в ETH Zurich заложит основу для будущей миссии, улучшит наше понимание химии жизни и того, как она влияет на планетарные атмосферы и окружающую среду.
«Нам необходимо получить более детальное представление о возможных строительных блоках жизни, путях и временных масштабах химических реакций и внешних условиях. Это поможет выделить приоритетные звезды и планеты для изучения», — объясняет исследователь.
Для этого нужно понять природу биоиндикаторов жизни. Известно, что существуют и другие процессы, которые приводят к образованию газов в атмосферах экзопланет. На реализацию проекта и поиск первой инопланетной жизни уйдет 25 лет, заявил ученый, хотя и признал, что это «амбициозно». Насколько это реально, покажет время.
Читать далее:
Космический самолет доставит грузы на МКС и приземлится в обычном «аэропорту»
Звезда приблизилась к черной дыре и ее разорвало: ученые наблюдали это с трех телескопов
Ученые нашли следы генетических мутаций в крови каждого человека, который побывал в космосе
Фото на обложке: ЕКА