Астрономы предлагают искать жизнь на далеких планетах, комбинируя данные по ее спектру в низком и высоком разрешении для сверхточного определения состава ее атмосферы и поиска следов жизни в ней.
Об этом говорится в статье, направленной к публикации в журнале Astrophysical Journal Letters, передает РИА Новости.
«Как показывают последние наблюдения, огромное число небольших планет вращается вокруг почти всех небольших звезд. Около 30% из них, как показывают наши расчеты, должны быть обитаемыми. Иными словами, каждая третья звездная система может быть потенциальным носителем инопланетной жизни», — рассказывает Маттео Броги (Matteo Brogi) из университета Колорадо в Боулдере (США).
После запуска орбитального телескопа «Кеплер», ученые обнаружили почти две тысячи планет вне пределов Солнечной системы, несколько десятков из которых являются потенциальными «двойниками» Земли или находятся в так называемой «зоне жизни». Их открытие побудило планетологов и астробиологов приступить к разработке методов, которые бы позволили оценить их пригодность к жизни или же попытаться найти ее следы в их атмосфере.
Сегодня ученые считают, что жизнь может не только менять атмосферу планеты, насыщая ее кислородом, метаном и другими газами биогенного происхождения, но и особым образом менять ее спектр, оставляя в нем особые линии, характерные для хлорофилла, главного фотосинтезирующего пигмента флоры, или других веществ, содержащихся в больших количествах в живых существах.
Сама методика обнаружения таких линий давно известна планетологам и астробиологам, однако их поиск затруднен тем, что все известные нам кандидаты на роль кузины нашей планеты, кроме Проксимы b, расположены на очень большом расстоянии от Земли. Броги и его коллеги нашли способ решить эту проблему, сравнивая спектры высокого и низкого разрешения, которые астрономы получают при изучении далеких звезд.
Как рассказывают ученые, астрономы обычно изучают химический состав светил при помощи спектроскопии высокого разрешения, позволяющей увидеть даже самые тонкие линии излучения и поглощения в их спектре, и определить по ним те элементы, которые содержатся в их недрах. Для планет эта методика не будет работать, так как сила свечения потенциальных «двойников Земли» в тысячи и миллионы раз меньше, чем у их звезды, в результате чего их спектр будет «забиваться» излучением самого светила.
Авторы статьи нашли способ отделить «мух от котлет», обратив внимание на то, что спектр планеты будет ненамного, но заметным образом смещаться в красную или синюю сторону благодаря тому, что потенциальный двойник Земли будет приближаться или отдаляться от нас, вращаясь вокруг своей звезды. Соответственно, наблюдая за сдвигами в расположении определенных линий поглощения и излучения в объединенном спектре звезды и планеты, можно понять, какие из них принадлежат светилу, а какие – его спутнице.
Для поиска таких линий используется простой прием – ученые комбинируют спектрометрические данные низкой точности, полученные с орбиты, с данными высокой точности, полученными с помощью наземных телескопов. Их сочетание одновременно позволяет «удалить» те части спектра, которые принадлежат звезде, и сохранить все данные по химическому составу, которые могут быть случайно убраны из спектра высокого разрешения при его очистке от помех и ложных сигналов.
Работу этой методики ученые проверили на хорошо изученном «горячем юпитере» HD 209458 b в созвездии Пегаса, чья высокая температура и близость к Земле – около 150 световых лет – позволили Броги и его коллегам получить прямые данные по его спектру несколько лет назад. Получив «точный» спектр при помощи телескопа VLT, и «грубый» спектр при помощи «Хаббла», авторы статьи нашли в атмосфере этой планеты все те же вещества, которые ранее находили на HD 209458 b – воду, метан, аммиак, ацетилен, синильную кислоту, угарный газ и СО2, и уточнили доли некоторых из них.
С другой стороны, проблема заключается в том, что такие наблюдения за планетами размерами с Землю пока невозможно вести, так как для получения такого спектра необходимы прямые наблюдения за планетой и ее «реальные» фотографии. Это станет возможным лишь через несколько лет, когда будут построены мега-телескопы нового поколения – европейский E-ELT и американские GMT и TMT, а также запущен «наследник» Хаббла, телескоп «Джеймс Уэбб».
Это, однако не помешало Броги и его коллегам выделить сразу десять возможных кандидатов на роль обитаемых планет, наблюдения за которыми ученые планируют начать после того, как новые телескопы «откроют глаза» и начнут наблюдения за Вселенной.
