|
Ключ к поиску жизни в отдаленных мирах
|
|
|
|
Жизнь на Земле действительно возможна. Это было продемонстрировано в исследовании, проведенном Институтом физики элементарных частиц и астрофизики в Высшей технической школе Цюриха. Конечно, в намерения исследователей не входило ответить на сам вопрос. Вместо этого они использовали Землю в качестве примера, чтобы доказать, что запланированная космическая миссия LIFE (Большой интерферометр для экзопланет) может быть успешной и что запланированная процедура измерения работает. Располагая сетью из пяти спутников, международная инициатива LIFE, возглавляемая ETH Zurich, надеется в один прекрасный день обнаружить следы жизни на экзопланетах. Его цель - провести более детальное изучение землеподобных экзопланет – скалистых планет, которые похожи на Землю по размеру и температуре, но вращаются вокруг других звезд.
|
|
|
|
Планируется разместить пять спутников меньшего размера в космосе рядом с космическим телескопом Джеймса Уэбба. Вместе эти спутники образуют большой телескоп, который будет действовать как интерферометр для регистрации инфракрасного теплового излучения экзопланет. Затем спектр света может быть использован для определения состава этих экзопланет и их атмосфер. “Наша цель - обнаружить химические соединения в световом спектре, которые указывают на существование жизни на экзопланетах”, - объясняет Саша Кванц, руководитель инициативы LIFE initiative. В исследовании, которое только что было опубликовано в Astrophysical Journal, исследователи Жан-Ноэль Меттлер, Бьерн С. Конрад, Саша П. Куанц и Равит Хеллед исследовали, насколько хорошо миссия LIFE может охарактеризовать обитаемость экзопланеты. С этой целью они решили рассматривать Землю как экзопланету и проводить наблюдения на нашей родной планете.
|
|
|
Уникальность этого исследования заключается в том, что команда проверила возможности миссии future LIFE на реальных, а не смоделированных спектрах. Используя данные одного из приборов для измерения атмосферы на спутнике НАСА Aqua Earth Observation, они сгенерировали спектры излучения Земли в среднем инфракрасном диапазоне, которые могут быть зафиксированы при будущих наблюдениях экзопланет. В основе проекта лежали два соображения. Во-первых, если бы большой космический телескоп наблюдал за Землей из космоса, какой инфракрасный спектр он бы зафиксировал? Поскольку Земля наблюдалась бы с большого расстояния, она выглядела бы как скромное пятнышко, без узнаваемых особенностей, таких как море или горы. Это означает, что спектры были бы усредненными по пространству и времени, которые зависели бы от того, какие виды планеты будет захватывать телескоп и как долго.
|
|
|
|
Исходя из этого, физики вывели второе соображение в своем исследовании: если бы эти усредненные спектры были проанализированы для получения информации об атмосфере и состоянии поверхности Земли, каким образом результаты зависели бы от таких факторов, как геометрия наблюдений и сезонные колебания? Исследователи рассмотрели три варианта наблюдения – два вида с полюсов и дополнительный экваториальный – и сосредоточились на данных, полученных в январе и июле, чтобы учесть наибольшие сезонные колебания. Ключевой вывод исследования обнадеживает: если бы космический телескоп, подобный LIFE, наблюдал за планетой Земля с расстояния около 30 световых лет, он обнаружил бы признаки обитаемого мира с умеренным климатом. Команда смогла определить концентрации атмосферных газов CO2, воды, озона и метана в инфракрасных спектрах атмосферы Земли, а также условия на поверхности, которые благоприятствуют появлению воды. Данные об озоне и метане особенно важны, поскольку эти газы образуются в биосфере Земли.
|
|
|
|
Как показали исследователи, эти результаты не зависят от геометрии наблюдений. Это хорошая новость, поскольку точная геометрия наблюдений для будущих наблюдений экзопланет земного типа, вероятно, будет неизвестна. Однако при сравнении сезонных колебаний результат оказался менее показательным. “Даже если сезонность атмосферы наблюдать нелегко, наше исследование демонстрирует, что космические миссии следующего поколения могут оценить, пригодны ли для жизни близлежащие экзопланеты земной группы с умеренным климатом”, - говорит Куанц.
|
|
|
|
Источник
|
