Жизнь на Альфе Центавра можно будет обнаружить за десять часов наблюдений. Если она там была

Телескоп нового поколения под названием ELT (Extremely Large Telescope) в настоящее время строится в северной части Чили. Предполагается, что он покажет нам структуры Млечного Пути с гораздо большей точностью по сравнению с любыми другими наземными телескопами. Первичное зеркало ELT будет иметь эффективный диаметр 39 метров. Благодаря нему можно будет собрать на порядок больше света от космических объектов, чем могут позволить себе другие телескопы. Изображения ELT будут в 16 раз более чёткими по сравнению со снимками «Хаббла». Телескоп предполагается ввести в эксплуатацию в 2028 году. Недавнее исследование сосредоточилось на том, насколько новый телескоп будет искусным в открытии признаков жизни на соседних планетарных системах.

Одна из интересных новых функций телескопа ELT — возможность улавливать слабые сигналы от спектра планетарных атмосфер. Обычно такие спектры изучают в моменты, когда планета проходит на фоне своей звезды. Очень небольшая часть света от звезды проходит сквозь атмосферу экзопланеты, и анализируя искажения спектра в виде новых линий поглощения, можно сделать вывод о молекулярном составе атмосферы. В частности, так можно обнаружить воду, диоксид углерода и кислород (чем сейчас занимается, в частности, телескоп Джеймса Уэбба).

Часто данные по транзиту планеты слишком неоднозначны. Недавно телескоп Джеймса Уэбба наблюдал за атмосферами планет известной системы TRAPPIST-1 (знаменита она прежде всего рекордным количеством предполагаемых планет, которых только среди открытых насчитывается уже семь). У планет b и c, согласно данным, атмосфера отсутствует, но полностью исключить её наличие по этим данным нельзя. Там могут быть тонкие слои атмосферы, спектральные линии от которых слишком слабые, чтобы JWST мог их поймать. Повышенная чувствительность телескопа ELT сможет справиться с такими данными.

Телескоп ELT сможет собирать спектры экзопланет не только в момент транзита перед звездой, но и от планет, транзит которых с Земли не наблюдается, каких, собственно, подавляющее большинство. В этом случае он будет анализировать отражённый от планеты свет её звезды. В новом исследовании для выяснения возможностей будущего телескопа астрономы проанализировали несколько сценариев для разных конфигураций орбиты планеты и её свойств. Так, прежде всего рассматривались орбиты планет вблизи звёзд-красных карликов как наиболее частый тип экзопланет. Тестовые сценарии включали: планеты вида Земли до эпохи промышленной революции, богатой водой и фотосинтезирующими растениями, Землю раннего архея, в которой жизнь только зарождается, землеподобные сиситемы с испарившимися океанами (как Марс и Венера) и пребиотическую Землю, на которой жизнь возможна, но (пока) не получилась. Также для сравнения рассмотрели класс нептуноподобных планет с атмосферой значительной толщины.

Задачей моделирования наблюдений за такими виртуальными планетами было выяснить, может ли телескоп ELT различить подобные землеподобные миры, и, что ещё важнее, насколько данные могут быть обманчивыми из-за ложных срабатываний/пропусков цели. То есть насколько вероятно, что телескоп «откроет» жизнь на заведомо безжизненной планете, или, наоборот, пропустит обитаемый мир. Результаты показывают, что на ближайших звёздах обитаемые миры обнаружить при помощи будущего телескопа вполне возможно, и можно чётко различить разные системы. На планете в ближайшей звёздной системе Проксима Центавра, если бы там существовала жизнь, похожая на земную, открыть её было бы возможно за десять часов наблюдений. Именно такое время нужно собирать данные спектра планеты, чтобы уверенно идентифицировать нужные биосигнатуры. У нептуноподобных миров ELT мог бы собрать достаточно данных для анализа спектра за один час.

Итак, если бы на ближайших звёздных системах существовала жизнь, похожая на земную в какой-либо её период развития, телескоп смог бы её обнаружить за несколько часов наблюдений. Насколько такие прогнозы оправданы, мы узнаем через несколько лет.