Как телескопы увидят жизнь на другой планете
Главной целью в поисках обитаемых планет станет обнаружение в их атмосфере кислорода, пишут астробиологи в недавней статье. Они подчеркнули, что одновременно предстоит искать во внеземном воздухе метан, воду, озон, углекислый и угарный газы. Их соотношение и позволит судить о присутствии на далеком мире каких-либо живых организмов.
Как объяснили ученые, сам факт наличия на планете кислорода еще ничего не доказывает: он может образовываться и небиологическим способом — в результате распада углекислого газа под действием излучения родительского солнца.
С другой стороны, и отсутствие кислорода тоже не обязательно означает безжизненности планеты: когда-то на Земле его тоже практически не было, но жизнь существовала — она была анаэробной, то есть организмы кислородом не дышали и его не вырабатывали. Более того, никак не зависящие от кислорода микробы процветают на нашей планете по сей день.
Поэтому в космосе решили искать подобия не только современной Земли, но и Земли древней: архейской, на которой нет кислорода, зато много метана, и более поздней протерозойской с ее, надо сказать, весьма неопределенным атмосферным составом — мало и кислорода, и метана.
Кстати, исследователи вывели интересное правило: очень важно, чтобы на планете было мало угарного газа. Его непременно должно быть меньше, чем метана. Живые организмы в качестве источника углерода предпочитают в первую очередь угарный газ — он даже выгоднее углекислого, поэтому микробы его будут «съедать» начисто. Значит, если в атмосфере угарного газа больше, чем метана, это рушит все надежды на наличие в ней жизни: метан в таком случае, скорее всего, не имеет никакого отношения к биологии.
От всего этого и предстоит отталкиваться в определении технических требований к телескопу, нацеленному на обнаружение внеземной жизни. Как раз сейчас такой телескоп и разрабатывают в NASA: его назвали Обсерваторией обитаемых миров (Habitable Worlds Observatory, HWO). Сейчас этот проект лишь на стадии проектирования, и именно поэтому астробиологи решили составить максимально четкую картину того, что конкретно им от этого телескопа нужно.
Они пришли к выводу, что обсерватория должна быть способна одновременно «видеть» и кислород, и все остальные примечательные как возможные признаки жизни вещества. А это не так просто.
В космосе те или иные вещества распознают по тому, как они отражают свет: у каждого из них есть свои «особые приметы» на спектре. Шансы заметить эти «отпечатки пальцев» зависят от спектрального разрешения телескопа, притом более высокое не всегда означает больше шансов на успех. К примеру, телескоп может прекрасно фиксировать кислород, но при этом воду не обнаружит. То есть нужен компромисс.
Ученые попытались выяснить, что они увидят в телескопы с разным спектральным разрешением от 20 до 5000 в видимом свете и от 20 до 1000 в инфракрасном диапазоне. Эти числа означают, насколько тонкие линии будут прослеживаться на спектре. Оказалось, что самым оптимальным будет, соответственно, 140 и 70 для двух разных спектрографов, установленных на обсерватории.
Ранее ученые рассказали, какого прибора не хватает марсоходам для обнаружения внеземной жизни.
