Всего несколько недель отделяют нас от астрономии нового поколения. Запуск космического телескопа Джеймс Уэбб в декабре ознаменует начало нового периода в изучении Вселенной. Представители NASA и других космических организаций считают, что он сможет обнаружить признаки существования атмосфер, способных поддерживать жизнь на планетах за пределами нашей Солнечной системы. Но как будет выглядеть сам процесс оценки этих планет и сколько времени он займет?

Эскиз художника, изображающий инопланетный мир.dottedhippo / iStock    

 

Оказывается, на некоторых планетах признаки жизни могут быть обнаружены всего за 5-10 транзитов,  то есть примерно за 20 часов, говорится в недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов. Конечно, это может произойти не в первые 20 часов, но это действительно очень быстро.

Телескоп Джеймс Уэбб изменит изучение экзопланет

Существует несколько методов выявления и анализа свойств инопланетных миров за пределами нашей Солнечной системы. Довольно редко телескоп позволяет увидеть далекие миры так, как мы видим планеты в нашей Солнечной системе - просто по отражению света нашего Солнца. Именно поэтому транзитный метод фотометрии оказался самым надежным на сегодняшний день. Транзитный метод - это способ обнаружения и изучения свойств планеты по  изменению яркости звезды, когда планета проходит между ней и Землей, подобно очень маленькому солнечному затмению. Но когда космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) начнет работу, он изменит процесс изучения экзопланет, возможно, впервые предоставив ученым возможность искать биосигнатуры в атмосферах инопланетных миров с помощью трансмиссионной спектроскопии.

ESA и NASA утвердили новую дату запуска космического телескопа "Джеймс Уэбб": 18 декабря 2021 года    

 

Более 300 миллионов планет в нашей галактике могут поддерживать жизнь

Чтобы проверить это утверждение, исследователи решили изучить, как этот метод будет работать с телескопом JWST в процессе поиска двух химических соединений, указывающих на присутствие жизни: CH₄ и C0₂ (метан и углекислый газ). Было принято решение изучить особо перспективного кандидата экзопланету под названием TRAPPIST-1e, которая, как предполагают ученые, имеет атмосферные условия, схожие с атмосферой Земли архейского периода (2,5-4 миллиарда лет назад). Хотя в исследовании не было сделано никаких предположений о составе  атмосферы этого инопланетного мира, исследователи обнаружили, что JWST может потребоваться всего 5-10 совместных транзитов, измеряемых с помощью призмы телескопа Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec), чтобы убедиться в достоверности результатов. Но это произойдет только в том случае, если слои атмосферы будут прозрачными, а давление в её облачном слое будет от 100 до 600 миллибар (0,1-0,6 от атмосферного давления на Земле на уровне моря).

Посмотрите, как космический телескоп "Джеймс Уэбб" собирают для проведения заключительных испытаний

С другой стороны, если давление облачного слоя экзопланеты TRAPPIST-1e будет составлять 10 миллибар (0,01 атмосферы), то может потребоваться до 50 её транзитов перед звездой, что займет у JWST более 200 часов наблюдений. Конечно, могут пройти годы, прежде чем мы точно узнаем, что планета, вращающаяся вокруг далекой звезды, имеет атмосферу, благоприятную для жизни. Предстоит более тщательное изучение вероятных кандидатов (возможно, их миллионы в нашей галактике), в зависимости от условий, окружающих звезды типа "красных карликов" с  помощью космического телескопа Джеймса Уэбб. Так что, пришло время предаться надежде, что поиск жизни за пределами Земли достигает того решающего момента, когда  большой вопросительный знак о нашем одиночестве во Вселенной превращается в безошибочное восклицание.