Астрономы объяснили, как будут искать жизнь на далеких планетах в ближайшие годы

Расстояние от планеты до звезды позволяет астрономам оценить примерную температуру поверхности и шансы на существование жидкой воды. Однако именно атмосфера играет ключевую роль в формировании климата. Ученые определяют состав воздуха на далеких планетах благодаря законам квантовой механики. Каждое химическое вещество оставляет на проходящем через него свете свой уникальный след, который напоминает штрихкод. Телескопы улавливают свет звезды, который профильтровала атмосфера планеты, и считывают эти химические отпечатки.

Этот метод работает только для тех планет, которые проходят прямо перед диском своей звезды относительно наблюдателя с Земли. Яркость химического сигнала зависит от количества вещества, но самые распространенные газы не всегда видны лучше всего. Некоторые молекулы обладают слабым «штрихкодом», а другие — сильным. Например, атмосфера Земли состоит преимущественно из азота, но его след заметить гораздо сложнее, чем следы кислорода, озона, углекислого газа или воды.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» собирает свет в инфракрасном диапазоне и уже обнаружил простые молекулы вроде метана и углекислого газа в атмосферах экзопланет. Самым распространенным типом известных миров считаются субнептуны — планеты больше Земли, но меньше Нептуна.

В 2025 году ученые сообщили о возможном обнаружении на одном из субнептунов, K2-18b, диметилсульфида. На Земле это вещество производят морские микроорганизмы. Если планета действительно покрыта океаном, наличие этого газа могло бы указывать на жизнь. Однако позже другие группы исследователей перепроверили данные и показали, что результаты зависят от выбранных параметров анализа, поэтому говорить об обнаружении жизни пока рано.

Изучать атмосферы небольших каменистых планет размером с Землю с помощью «Уэбба» довольно трудно, но космические агентства уже готовят новые инструменты. В 2026 году Европейское космическое агентство планирует запустить телескоп Plato. Он займется поиском планет, которые больше похожи на Землю и лучше подходят для спектрального анализа. В 2029 году ожидается запуск телескопа Nancy Grace Roman от NASA . Этот аппарат сможет блокировать яркий свет звезд и напрямую наблюдать тусклые планеты рядом с ними. Тогда же должна стартовать европейская миссия Ariel, которую разработали специально для уточнения состава атмосфер экзопланет.

На этапе планирования сейчас находится миссия NASA Обсерватория обитаемых миров (HWO). Этот телескоп будет искать признаки обитаемости примерно на 25 планетах земного типа. Инструменты обсерватории смогут уловить отраженный свет планеты-двойника Земли и найти в нем следы кислорода. Аппарат также попытается зафиксировать специфическое поглощение света растениями — «красный край» спектра растительности.

NASA отобрало технологии для будущего телескопа HWO по поиску жизни вне Земли

Ученые надеются даже составить карту поверхности и различить океаны и континенты по изменениям в отраженном свете во время вращения планеты.

На обложке изображен телескоп HWO. Источник: Nasa Scientific Visualization Studio