Поиск жизни за пределами Солнечной системы остаётся одной из главных целей современной астрономии. За последние десятилетия учёные обнаружили уже тысячи экзопланет, среди которых есть и миры, напоминающие Землю по размерам или температуре. Однако обнаружить планету — лишь первый шаг. Намного сложнее понять, что происходит на её поверхности и в атмосфере. Есть ли там вода? Из чего состоит воздух? И самое главное — существуют ли признаки, которые могут указывать на наличие жизни?
Над решением этой задачи будет работать один из самых совершенных научных инструментов ближайших десятилетий — новый спектрограф для Чрезвычайно большого телескопа (Extremely Large Telescope, ELT), строительство которого завершается в Чили. По мнению исследователей, именно этот прибор способен приблизить человечество к обнаружению возможных биологических следов на других мирах.
Что такое ELT
Чрезвычайно большой телескоп станет крупнейшей оптической наземной обсерваторией в мире.
Его главное зеркало будет иметь диаметр почти 40 метров.
Такие размеры позволят собирать огромное количество света от чрезвычайно удалённых объектов.
По сравнению с большинством существующих телескопов его чувствительность возрастёт многократно.
Это сделает возможными наблюдения, которые сегодня находятся за пределами технических возможностей.
Почему одного большого зеркала недостаточно
Даже самый мощный телескоп не способен автоматически ответить на вопрос, пригодна ли далёкая планета для жизни.
Полученный свет необходимо тщательно исследовать.
Именно этим занимается спектрограф.
Он разделяет свет на множество отдельных составляющих, позволяя определить, какие вещества присутствуют в атмосфере исследуемого объекта.
Фактически этот прибор превращает свет в источник информации о химическом составе планеты.
Атмосфера хранит множество сведений
Когда свет звезды проходит через атмосферу экзопланеты или отражается от неё, часть излучения поглощается различными газами.
Каждое химическое вещество оставляет собственный характерный «отпечаток».
Изучая эти особенности, астрономы могут определить присутствие различных компонентов атмосферы.
Современные технологии уже позволяют проводить подобные исследования для некоторых крупных экзопланет.
Новый инструмент значительно расширит эти возможности.
Что такое биосигнатуры
Одной из главных целей будущих наблюдений станет поиск биосигнатур.
Так называют признаки, которые могут свидетельствовать о деятельности живых организмов.
Чаще всего речь идёт не об одном веществе, а о сочетании нескольких компонентов атмосферы.
Некоторые комбинации газов трудно объяснить только геологическими процессами.
Если удастся обнаружить подобные сочетания, они станут серьёзным основанием для дальнейших исследований.
Какие вещества интересуют исследователей
Учёные уделяют особое внимание соединениям, которые могут быть связаны с существованием жизни.
Среди них:
- кислород;
- озон;
- водяной пар;
- углекислый газ;
- метан.
Каждое из этих веществ может образовываться и без участия живых организмов.
Однако определённые сочетания способны рассказать значительно больше, чем отдельные компоненты сами по себе.
Землеподобные планеты особенно трудно исследовать
Газовые гиганты обнаруживать значительно проще.
Они крупнее и сильнее влияют на свои звёзды.
Планеты размером с Землю создают намного более слабый сигнал.
Кроме того, их атмосферы гораздо тоньше.
Поэтому изучение подобных миров требует исключительно высокой чувствительности оборудования.
Именно здесь возможности ELT окажутся особенно важными.
Новый спектрограф значительно повысит точность измерений
Разрабатываемый прибор рассчитан на работу с очень слабыми сигналами.
Он позволит:
- исследовать состав атмосфер;
- измерять содержание различных газов;
- различать очень слабые спектральные особенности;
- анализировать свет с высокой точностью.
Это существенно увеличит число планет, доступных для подобных исследований.
Наземные телескопы продолжают развиваться
Долгое время считалось, что самые важные открытия будут происходить исключительно благодаря космическим обсерваториям.
Однако современные наземные телескопы получают всё более совершенные технологии.
Использование адаптивной оптики позволяет практически полностью компенсировать влияние земной атмосферы.
В результате качество наблюдений становится сопоставимым с космическими аппаратами по многим направлениям.
ELT будет работать вместе с космическими обсерваториями
Исследования экзопланет становятся всё более комплексными.
Космические телескопы обнаруживают интересные объекты и проводят первичные наблюдения.
После этого крупнейшие наземные инструменты получают возможность изучать их значительно подробнее.
Такое сотрудничество позволяет получать максимально полную картину.
Почему поиск жизни требует большой осторожности
Даже обнаружение всех необходимых газов ещё не станет доказательством существования инопланетной жизни.
Каждый результат придётся тщательно проверять.
Учёные будут учитывать:
- особенности звезды;
- возраст планеты;
- геологическую активность;
- возможные химические процессы;
- влияние ультрафиолетового излучения.
Лишь после исключения естественных объяснений можно будет говорить о возможной биологической природе обнаруженных признаков.
Возможностей станет значительно больше
Сегодня атмосферы удаётся исследовать лишь у ограниченного числа экзопланет.
После ввода ELT в эксплуатацию список таких объектов существенно расширится.
Особенно важным станет изучение ближайших землеподобных миров, расположенных вокруг сравнительно холодных звёзд.
Именно они считаются наиболее перспективными кандидатами для поиска жизни.
Один шаг к главному открытию современной науки
Поиск жизни за пределами Земли остаётся одной из самых сложных задач человечества. Для её решения недостаточно обнаружить новую планету — необходимо понять, какие процессы происходят в её атмосфере и могут ли они быть связаны с существованием живых организмов.
Новый спектрограф Чрезвычайно большого телескопа станет одним из самых мощных инструментов для подобных исследований. Благодаря сочетанию огромного зеркала, высокой чувствительности и современных методов анализа света астрономы смогут исследовать атмосферы далёких землеподобных миров с точностью, недостижимой ранее. Возможно, именно этот прибор однажды позволит впервые обнаружить убедительные признаки того, что жизнь существует не только на Земле.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
