Первые биосигнатуры найдут на самой «громкой», а не самой пригодной для жизни планете
Ученые из Центра космических полетов имени Годдарда NASA пришли к выводу, что первые химические следы внеземной жизни мы найдем не на планете, которая похожа на Землю, а на экстремальном небесном теле. Космические аппараты фиксируют в первую очередь объекты, которые производят самый сильный сигнал, а не те, которые встречаются чаще всего. У каждого телескопа есть минимальный порог чувствительности, и чтобы ученые подтвердили, что нашли новую планету, сигнал должен преодолеть эту отметку.
Астрономы ищут биосигнатуры — специфические молекулы вроде кислорода или метана в атмосфере, которые могут указывать на то, что на планете кто-то живет. В астрономии сила сигнала жестко зависит от объема пространства. Если планету в два раза легче заметить, вероятность найти ее первой возрастает в восемь раз, так как телескоп может сканировать в восемь раз больше космоса вокруг.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» ищет химические маркеры жизни, когда анализирует свет звезд, который проходит через атмосферы планет во время транзитов. Самые яркие цели для него — это субнептуны. Они значительно больше Земли и обладают плотными, богатыми водородом атмосферами, которые создают огромные спектральные сигналы.
Например, планета K2-18b примерно в 2,6 раза больше Земли и вращается вокруг тусклой красной звезды на расстоянии 124 световых лет от нас. Она генерирует спектральный сигнал примерно в 32 раза сильнее, чем настоящий аналог Земли. Если применить математические расчеты объема, планеты класса K2-18b могут встречаться в 30000 раз реже, чем землеподобные миры, но астрономы все равно заметят их первыми. Ученые продолжают спорить, пригодна ли K2-18b для жизни, но эта планета отлично иллюстрирует принцип, по которому телескопы отбирают цели. Она находится на вершине иерархии доступности не потому, что представляет собой типичный обитаемый мир, а потому, что относится к экстремальным.
Похожие ситуации астрономы наблюдали на протяжении всей истории. Когда ученые открыли первую экзопланету, она вращалась вокруг пульсара, который излучал мощную радиацию. Исследователи не ожидали найти там планету, но заметили ее благодаря тому, что тайминг пульсаров позволяет измерять данные с крайне высокой чувствительностью.
Что такое пульсары и как работают «маяки Вселенной»
Первый квазар оказался самым ярким среди тех, что можно увидеть с Земли, а первый астероид — самым крупным. Первый горячий Юпитер, который нашли астрономы, оказался газовым гигантом на четырехдневной орбите. Такие планеты составляют менее одного процента от всех систем, но они доминировали в ранних каталогах, так как их было проще всего заметить. Ту же тенденцию продолжил космический телескоп «Кеплер», когда нашел тысячи экзопланет и запустил эпоху, в которой астрономы стали прицельно искать химические следы жизни.
Будущая Обсерватория обитаемых миров столкнется с теми же ограничениями. Когда телескоп начнет сканировать обитаемые зоны и искать планеты размером с Землю, он в первую очередь зафиксирует объекты с самыми сильными спектральными характеристиками, а не с самой типичной атмосферой.
Сама Земля за свою историю меняла химические отпечатки. В архейский эон атмосфера содержала много метана, в протерозойскую эру в ней почти не было кислорода, а современная версия насыщена им в огромных количествах.
Телескоп поймает тот отпечаток, который создаст самый четкий сигнал в его диапазоне длин волн, и не будет учитывать, насколько часто такая атмосфера встречается во Вселенной. Если первые признаки внеземной жизни покажутся ученым необычными и не будут напоминать земные, астрономы не удивятся. Если же они будут выглядеть в точности как на Земле, мы все равно не сможем сделать вывод, что жизнь в других частях Вселенной обычно развивается по земному сценарию.
Фото NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech
Самое популярное
