|
Миссия LIFE может обнаружить следы жизни на экзопланетах
|
|
|
|
Физики из ETH Zurich и Цюрихского университета хотели знать, действительно ли планируемая космическая миссия LIFE может обнаружить следы жизни на других планетах. Да, это возможно, говорят исследователи, с помощью наблюдений за нашей собственной планетой. Это было продемонстрировано в исследовании, проведенном Институтом физики элементарных частиц и астрофизики при ETH Zurich. Конечно, в намерения исследователей не входило ответить на вопрос о том, возможна ли жизнь на самой Земле. 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 однажды 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.
|
|
|
|
План состоит в том, чтобы разместить пять спутников меньшего размера в космосе рядом с космическим телескопом Джеймса Уэбба. Вместе эти спутники сформируют большой телескоп, который будет действовать как интерферометр для улавливания инфракрасного теплового излучения экзопланет. Затем спектр света может быть использован для определения состава этих экзопланет и их атмосфер. "Наша цель - обнаружить химические соединения в спектре света, которые намекают на жизнь на экзопланетах", - объясняет Саша Куанц, возглавляющий инициативу LIFE. 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 пригодность экзопланеты для жизни. С этой целью они решили относиться к Земле так, как если бы она была экзопланетой, и проводить наблюдения на нашей родной планете.
|
|
|
Уникальность исследования заключается в том, что команда протестировала возможности миссии future LIFE на реальных, а не смоделированных спектрах. Используя данные одного из атмосферных измерительных приборов на спутнике наблюдения Земли Aqua НАСА, они сгенерировали спектры излучения Земли в среднем инфракрасном диапазоне, которые могут быть зафиксированы при будущих наблюдениях экзопланет. Главными в проекте были два соображения. Во-первых, если бы большой космический телескоп наблюдал за Землей из космоса, какой вид инфракрасного спектра он зафиксировал бы? 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 средними 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 геометрии наблюдения — два вида с полюсов и дополнительный экваториальный вид — и сосредоточились на данных, зарегистрированных в январе и июле, чтобы учесть наибольшие сезонные колебания. Ключевой вывод исследования обнадеживает. Если бы космический телескоп, подобный LIFE, наблюдал за планетой Земля, он обнаружил бы признаки мира с умеренным климатом, пригодного для жизни. Команда смогла обнаружить концентрации атмосферных газов CO2, воды, озона и метана в инфракрасных спектрах атмосферы Земли, а также условия на поверхности, которые благоприятствуют появлению воды.
|
|
|
|
Свидетельства наличия озона и метана особенно важны, поскольку эти газы вырабатываются биосферой Земли. Как показали исследователи, эти результаты не зависят от геометрии наблюдения. Это хорошая новость, потому что точная геометрия наблюдения для будущих наблюдений землеподобных экзопланет, вероятно, будет неизвестна. Однако при сравнении сезонных колебаний результат оказался менее показательным. "Даже если сезонность атмосферы нелегко наблюдать, наше исследование показывает, что космические миссии следующего поколения смогут оценить, пригодны ли близлежащие экзопланеты с умеренным климатом, подобные Земле, для жизни или даже обитаемы", - говорит Куанц.
|
|
|
|
Источник
|
