У астрофизиков — мощный прорыв: теперь они могут проверить планету «на жизнь» всего за 13 часов!

Когда-то великий писатель-фантаст Артур Кларк сказал: «Есть два варианта: либо мы одни во Вселенной, либо нет. Оба они одинаково ужасны». И ведь не поспоришь, потому что именно любопытство вперемешку с глубинным страхом тысячелетиями заставляли человечество вглядываться в звездное небо. Сначала просто глазами, а потом на помощь зрению стали приходить приборы, которые постоянно совершенствовались.


Сегодня инженерный шедевр, космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST), находящийся на орбите в 1,5 миллиона километров от Земли, позволяет не просто увидеть далекие галактики, но и заглянуть в их химический состав. Недавно ученые придумали революционно быстрый метод, как использовать этот телескоп. Оказалось, JWST способен искать биосигнатуры (ключевые признаки жизни), при этом особые надежды возлагаются на весьма необычные газы — метилгалогениды.

В поисках газов невидимок

С начала 2021 года «Джеймс Уэбб» является нашим главным окном в глубокий космос. Его главное преимущество — зеркало, чья площадь в пять раз больше, чем у его легендарного предшественника, «Хаббла». Эти зеркала работают как гигантские зрачки, улавливая даже самый слабый свет от объектов на краю наблюдаемой Вселенной. Этот свет преобразуется в двоичный код, который уже на Земле ученые расшифровывают в потрясающие изображения и спектры.



Именно анализ спектров — света, разложенного на составляющие его цвета, — позволяет определить химический состав атмосфер далеких планет. Каждый элемент или молекула оставляют уникальный «отпечаток пальца» в спектре. В новой статье, опубликованной в Astrophysical Journal Letters, группа астробиологов предлагает настроить «орлиный глаз» JWST на поиск специфических биосигнатур — метилгалогенидов.

Что это такое? Проще говоря, это газы, которые на Земле выделяют грибы, водоросли и бактерии в качестве побочного продукта метаболизма. Если телескоп сможет обнаружить такие газы в атмосфере другой планеты, это станет сильным, хотя и не стопроцентным, аргументом в пользу существования там жизни, пусть и микроскопической. Если раньше считалось, что метилгалогениды стоит искать на планетах, похожих на Землю, то теперь новая научная работа доказывает, что подобные газы можно запросто встретить и в куда более экзотических мирах.

Идеальная цель для охоты

Казалось бы, логичнее всего искать жизнь на аналогах Земли. В теории, конечно, да, но на практике это невероятно сложно. Планеты земного типа, как правило, невелики и тусклы, их сигналы слабы и тонут в «шумах» собственной атмосферы и ограничениях телескопов. Обнаружить на них, к примеру, кислород (классическую биосигнатуру) даже с помощью самых современных технологий просто нереально.

Поэтому вместо традиционных поисков команда Микаэлы Люнг из Калифорнийского университета предлагает сосредоточиться на гикеанах. Так называются особые миры, где под толстой водородной атмосферой существуют глубочайшие океаны.



Пока что подтвержденных данных о таких планетах нет, однако астрофизики уже выбрали несколько вероятных кандидатов. Все они имеют качество, очень важное для наблюдений. Это размер. Данные планеты больше и горячее, что делает их атмосферные сигналы гораздо более четкими и сильными.

Ученые объясняют: планеты-гикеаны не скрыты атмосферным шумом так, как землеподобные. Поэтому логично искать на них нечто более заметное, чем кислород. Метилгалогениды подходят идеально.

Исследователи смоделировали условия на двух конкретных планетах-кандидатах, которые уже наблюдал «Уэбб», — K2-18b и TOI-270d. Результаты моделирования обнадеживают: метилхлорид (разновидность метилгалогенида), который на Земле производят морские микроорганизмы, может накапливаться в атмосфере K2-18b в количествах, достаточных для обнаружения.

Но самое впечатляющее — это время, необходимое для поисков нужных газов. По расчетам, «Джеймсу Уэббу» потребуется всего около 13 часов наблюдений. Это невероятно быстро по меркам астрономии. Как отмечает Люнг, меньшее время использования телескопа означает и меньшую стоимость исследований, что открывает путь к массовому сканированию атмосфер экзопланет.

Надо отметить, что это уже не первая попытка найти жизнь на K2-18b. В апреле 2023 года группа из Кембриджского университета сообщила о возможном обнаружении в ее атмосфере диметилсульфида (ДМС) — молекулы, которая на Земле выделяется исключительно живыми организмами. Руководитель того исследования, Никку Мадхусудхан, заявил, что это могут быть «первые признаки того, что мы видим обитаемый инопланетный мир».

Правда, другие ученые, анализировавшие те же данные, не нашли убедительных доказательств. Таким образом, новый метод с метилгалогенидами дает еще один шанс K2-18b доказать свою обитаемость.

Почему NASA в скепсисе?

Разумеется, даже если 13-часовой метод докажет свою успешность, это вовсе не значит, что астрофизики найдут разумную цивилизацию. С большей долей вероятности, это будут примитивные формы жизни, например, бактерии.


— Эдди Швитерман, один из участников исследования.

Пока ученые-энтузиасты уже готовы кричать «Эврика!», команда JWST в NASA относится к потенциальной научной сенсации с большим скепсисом. Насовцы подчеркивают: найти один подозрительный газ в атмосфере далекой планеты — это как услышать странный шум в доме и сразу решить, что там завелось привидение.



Может, это и правда признак жизни, а может — просто космическая «химия» без всякого участия живых существ. Нужны веские доказательства из разных источников, чтобы точно: это точно «дышат» инопланетяне, а не просто планеты генерирует случайные газы.

Однако даже отрицательный результат будет ценен. Команда телескопа утверждает, что провал в поисках улучшит «будущие поиски биосигнатур на похожих планетах», помогая точнее настраивать модели и методы.