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