А вы готовы к обнаружению внеземной жизни к 2020 году?

Вселенная огромна. Она растянулась почти на 100 миллиардов световых лет и состоит из миллиардов галактик и триллионов звезд. Благодаря таким телескопам, как «Кеплер» у нас теперь имеется представление о том, что большинство звезд имеет вращающиеся вокруг них планеты. Последние подсчеты астрономов оптимистично сообщают нам о том, что во Вселенной находится до 50 секстиллионов потенциально обитаемых планет. Пришло время сделать серьезный шаг вперед — научное сообщество готовится к запуску самого высокотехнологичного на данный момент телескопа, который практически со стопроцентной вероятностью, как считают сами ученые, сможет ответить, на каких же все-таки планетах существует жизнь и сколько этих планет.

Когда «Кеплер» был все еще в рабочем состоянии (сломался он в этом году), он был способен определять звезды, вокруг которых вращаются планеты, размер этих планет и на каком расстоянии они находятся от своей звезды. Но телескоп сломался. На его замену в 2017 году должен будет прийти новый космический телескоп NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Мощности «Кеплера» позволяли фокусировать его взор в область космоса, в котором находится около 145 тысяч звезд. Однако мощность TESS в несколько раз выше — телескоп способен исследовать пространство с потенциальным наличием 500 тысяч звезд, включая до 1000 ближайших красных карликов. Ученые уверены, что TESS сможет найти вокруг всех этих звезд тысячи планет, похожих на нашу Землю.

Находить новые потенциально обитаемые планеты — это безусловно очень интересное и полезное занятие, однако для того чтобы найти планету, где жизнь действительно существует, нужно нечто покруче TESS. Нам нужна «тяжелая артиллерия». Нам нужен тот самый сверхвысокотехнологичный телескоп — телескоп имени Джеймса Вебба (JWST), который придет на замену другой орбитальной обсерватории — «Хаббл». JWST является проектом американского, европейского и канадского космических агентств, планирующих его запустить в космос в 2018 году. Самым грандиозным в этом телескопе является его основное зеркало (его часть изображена на фотографии сверху), которое в пять раз больше, чем зеркало телескопа «Хаббл». Благодаря ему JWST способен принимать намного более слабые сигналы от самых удаленных от нас звезд и других объектов во Вселенной, о существовании которых мы даже и не подозревали. Преимущество телескопу JWST еще дает и тот факт, что он способен работать в инфракрасном спектре (в отличие от «Хаббла», который больше рассчитан на работу в оптическом диапазоне), а это означает, что телескопу не страшны никакие пылевые облака, которые могут скрывать все самое интересное, что находится в космосе. Изображения, которые будет доставлять на Землю JWST, поразят своей красотой и детальностью не только нас всех, но и все научное сообщество разом.

Размер зеркала телескопа «Хаббл» (слева) в сравнении с основным зеркалом космического телескопа имени Джеймса Вебба (справа)

Но вернемся к предмету нашего сегодняшнего разговора: поиску внеземной жизни. Бортовая электроника телескопа JWST включает спектрометр, чья мощность позволяет даже анализировать состав атмосферы самых дальних от нас планет. Не вдаваясь в научные детали, сообщим, что мощность этого спектрометра настолько высока, что позволяет телескопу определить каждый элемент и даже остаточный элемент атмосферы, который может отражать свет. Например, если на планете обнаружится концентрация кислорода и метана (признаки для наличия биологической жизни), то эти элементы будут абсорбировать только особые частоты света и отражать все остальные. Если случится так, что JWST заметит это отражение, то на основе отсутствующих данных отражения телескоп сможет точно сказать, какие элементы присутствуют в атмосфере той или иной планеты.

Некоторые ограничения у телескопа имени Джеймса Вебба все-таки имеются: из-за того, что планеты находятся в многих световых годах от нас, сила отражаемого от них света низкая. JWST будет способен изучать только относительно большие планеты, которые вращаются вокруг белых или красных карликов. Но даже несмотря на эти ограничения, телескоп даст нам больше шансов на то, что мы все-таки сможем рано или поздно найти признаки жизни в других мирах.

В помощь JWST может прийти еще одна очень интересная разработка, финансируемая аэрокосмическим агентством NASA. Суть в том, что звезды как правило в миллиард раз ярче обращающихся вокруг них планет. Этот избыточный свет существенно может затруднять не только наблюдение за самими планетами, но и их обнаружение. В решении этого вопроса должен помочь проект New Worlds Mission, в рамках которого астрономы собираются использовать специальный купол, работающий по принципу зонта. Аппарат будет располагаться между интересующей ученых звездой и телескопом JWST, раскрываться и блокировать избыточный свет, который источает звезда. Аппарат носит название Starshade и в настоящий момент находится в стадии прототипа (видео можно посмотреть ниже). NASA планирует получить финансирование на этот проект к 2015 году и запустить его в космос примерно в тех же временных рамках, на какие будет рассчитана работа самого телескопа имени Джеймса Вебба.

Обращение планеты вокруг белого карлика (представление художника)

Ну вот, до 2020 года осталось не так уж и много времени. Пока, конечно, неизвестно сколько планет и их атмосфер JWST в общей сложности сможет проанализировать — может десятки, а может и миллионы, но одна вещь в этом вопросе яснее некуда: если мы сможем найти на удаленных от нас планетах метан или другой маркер, который говорил бы нам о возможности существования хотя бы на одной планете жизни, это полностью перевернет понятие о Вселенной и жизненных формах, которые в ней обитают.