Телескоп Webb шукатиме ознаки життя там

Цей місяць ознаменує нову главу в пошуках позаземного життя, коли найпотужніший космічний телескоп, створений на сьогодні, почне стежити за планетами, що обертаються навколо інших зірок. Астрономи сподіваються, що космічний телескоп Джеймса Вебба покаже, чи є на деяких із цих планет атмосфера, яка може підтримувати життя.

Визначити атмосферу в іншій сонячній системі було б досить круто. Але є ймовірність — хоч і невелика — що одна з цих атмосфер пропонує те, що називається біосигнатурою: посилання на саме життя.

«Я думаю, що ми зможемо знайти планети, які, на нашу думку, є цікавими — ви знаєте, гарними перспективами для життя», — сказала Меган Менсфілд, астроном з Університету Арізони. «Але ми не обов’язково зможемо відразу визначити життя».

Поки що Земля залишається єдиною планетою у Всесвіті, де, як відомо, існує життя. Вчені відправляли зонди на Марс майже 60 років і досі не знайшли Марс. Але можна припустити, що життя ховається під поверхнею червоної планети або чекає, щоб його виявили на супутнику Юпітера чи Сатурна. Деякі вчені висловлювали надію на це ВенераНезважаючи на пекучу атмосферу з хмар діоксиду сірки, він може бути домом для дітей Венери.

Навіть якщо Земля виявиться єдиною планетою в нашій Сонячній системі, на якій живе життя, у багатьох інших сонячних системах у Всесвіті є так звані екзопланети.

У 1995 році швейцарські астрономи виявили першу екзопланету, що обертається навколо сонцеподібної зірки. Екзопланета, відома як 51 Pegasi b, виявилася безперспективним домом для життя – пухнастий газовий гігант, більший за Юпітер, із температурою 1800 градусів за Фаренгейтом.

У наступні роки вчені виявили Більше 5000 інших екзопланет. Деякі з них дуже схожі на Землю — приблизно такого ж розміру, зроблені з каменю, а не з газу, і обертаються в «зоні Золотовласки» навколо своєї зірки, не надто близько до готовності, але недостатньо далеко, щоб замерзнути.

На жаль, відносно невеликий розмір цих екзопланет робить їх надзвичайно складними для вивчення досі. Космічний телескоп Джеймса Вебба, запущений минулого Різдва, змінить це, діючи як збільшувальне скло, дозволяючи астрономам уважніше дивитися на ці світи.

З моменту запуску з Куру, Французька Гвіана, телескоп має Я подорожував За мільйон миль від Землі він виходить на орбіту навколо Сонця. Там щит захищає його 21-футове дзеркало від будь-якого тепла чи світла від сонця чи землі. У цій глибокій темряві телескоп може виявляти слабкі віддалені промені світла, включно з тими, які можуть розкрити нові подробиці про далекі планети.

READ  Дивіться ExoMars Canopy Spread від 18 миль вгору

Доктор Менсфілд сказав, що космічний телескоп «є першою великою космічною обсерваторією, яка врахувала дослідження атмосфери екзопланет у своїй конструкції».

Інженери NASA почали знімати низку об’єктів за допомогою телескопа Webb у середині червня та оприлюднять свої перші зображення 12 липня.

Ерік Сміт, головний науковий співробітник програми, сказав, що екзопланети будуть на цій першій партії зображень. Оскільки телескоп витратить відносно короткий час на спостереження за екзопланетами, доктор Сміт вважає ці перші зображення «швидким і брудним» поглядом на потужність телескопа.

Ці швидкі огляди відбудуться після серії набагато довших спостережень, починаючи з липня, що дасть більш чітку картину екзопланет.

Кілька команд астрономів планують поглянути на це сім планет обертається навколо зірки під назвою Trappist-1. Попередні спостереження показали, що три планети займають зону проживання.

«Це ідеальне місце для пошуку слідів життя за межами Сонячної системи», — сказала Олівія Лім, аспірантка Монреальського університету, яка спостерігатиме за планетами Trappist-1 приблизно з 4 липня.

Оскільки Trappist-1 — невелика холодна зірка, її зона проживання розташована ближче, ніж у нашій Сонячній системі. У результаті його потенційно придатні для життя планети обертаються на близькій відстані, займаючи всього кілька днів, щоб обертатися навколо зірки. Кожного разу, коли планети проходять перед Trappist-1, вчені зможуть відповісти на основне, але важливе питання: чи є у будь-якої з них атмосфера?

«Якби в ньому не було повітря, він був би непридатний для життя, навіть якби він перебував у придатній для життя зоні», — сказала Ніколь Льюїс, астроном з Корнельського університету.

Доктор Льюїс та інші астрономи не здивуються, якщо не знайдуть атмосфери, що оточують планети Trappist-1. Навіть якщо на планетах була створена атмосфера під час їх формування, зірка могла здути їх давно за допомогою ультрафіолетових і рентгенівських променів.

«Цілком можливо, що вони зможуть знищити всю атмосферу планети ще до того, як у неї з’явиться шанс почати створювати життя», — сказав доктор Менсфілд. «Це перше питання, на яке ми намагаємося тут відповісти: чи можуть ці планети мати атмосферу достатньо довго, щоб на них могло розвиватися життя».

Планета, що пролітає перед Trappist-1, створить невелику тінь, але тінь буде надто малою, щоб її вловити космічний телескоп. Натомість телескоп виявить невелике затемнення світла від зірки.

READ  Місячний ґрунт можна використовувати для виробництва кисню та палива для астронавтів на Місяці

«Це все одно, що дивитися на сонячне затемнення із закритими очима», — сказав Джейкоб Лустіг-Джейгер, астроном, який навчався в лабораторії прикладної фізики Джона Гопкінса. «Можливо, ви відчуваєте, що світло потьмяніло».

Планета з атмосферою затемнювала б зірку за собою інакше, ніж оголена планета. Частина світла зірки проходитиме безпосередньо через атмосферу, але гази поглинатимуть світло на певних довжинах хвиль. Якби астрономи дивилися на світло зірок лише на цих довжинах хвиль, планета б затемнила Trappist-1 ще більше.

Телескоп надішле ці спостереження Trappist-1 назад на Землю. А потім ви отримуєте електронний лист на кшталт: «Ваші дані доступні», — сказав доктор Менсфілд.

Але світло від Trappist-1 буде настільки слабким, що потрібен час, щоб його зрозуміти. «Ваше око звикло мати справу з мільйонами фотонів за секунду», — сказав доктор Сміт. «Але ці телескопи збирають лише кілька фотонів за секунду».

Перш ніж доктор Менсфілд або її колеги-астрономи зможуть проаналізувати екзопланети, що пролітають перед Trappist-1, їм спочатку доведеться відрізнити їх від крихітних флуктуацій, створених спеціальним механізмом телескопа.

«Насправді багато роботи, яку я роблю, полягає в тому, щоб ми ретельно коригували всі дивні речі, які робить телескоп, щоб ми могли бачити ці дуже маленькі сигнали», — сказав доктор Менсфілд.

Наприкінці цих зусиль доктор Менсфілд та її колеги можуть виявити атмосферу навколо Trappist-1. Але сам по собі цей результат не розкриє природу атмосфери. Він може бути багатий азотом і киснем, як на Землі, або схожий на токсичний суп із вуглекислого газу та сірчаної кислоти на Венері. Або це може бути комбінація, яку вчені ніколи раніше не бачили.

«Ми поняття не маємо, з чого складається ця атмосфера», — сказав Олександр Ратке, астроном з Технічного університету Данії. “У нас є ідеї, симуляції і таке інше, але ми насправді не маємо жодної ідеї. Ми повинні піти і подивитися”.

Космічний телескоп Джеймса Вебба, який іноді називають JWST, може виявитися достатньо потужним, щоб визначити конкретні компоненти атмосфер екзопланет, оскільки кожен тип частинок поглинає різний діапазон довжин хвиль світла.

Але ці відкриття залежатимуть від погоди на зовнішніх планетах. Яскрава, світловідбиваюча ковдра хмар може заблокувати будь-яке зіркове світло від проникнення в атмосферу екзопланети, знищивши будь-яку спробу знайти космічний повітря.

READ  5 симптомів COVID, які передбачають, що у вас буде COVID протягом тривалого часу

«Насправді важко розрізнити атмосферу з хмарами та без атмосфери», — сказав доктор Ратке.

Якщо погода сприяє співпраці, астрономи особливо хочуть з’ясувати, чи є вода в атмосфері екзопланет. Принаймні на Землі вода є необхідною умовою для біології. «Ми вважаємо, що це, мабуть, буде хорошою відправною точкою для пошуку життя», — сказав доктор Менсфілд.

Але водяниста атмосфера не обов’язково означає, що на екзопланеті є життя. Щоб переконатися, що планета жива, вченим доведеться виявити біомаркер, молекулу або групу з кількох молекул, характерних для живих організмів.

Вчені досі сперечаються, що таке надійна біосигнатура. Атмосфера Землі є унікальною в нашій Сонячній системі тим, що вона містить багато кисню, в основному продукту рослин і водоростей. Але кисень також може вироблятися без допомоги життя, коли молекули води в повітрі розщеплюються. Подібним чином метан може виділятися як живими мікробами, так і вулканами.

Можливо, існує певний баланс газів, який може дати чіткий життєвий відбиток, який неможливо підтримувати без допомоги життя.

«Нам потрібні дуже сприятливі сценарії, щоб знайти ці життєво важливі відбитки пальців», — сказав доктор Ратке. «Я не кажу, що це неможливо. Я просто вважаю, що це надумано. Нам має дуже пощастити».

Щоб знайти такий баланс, за допомогою телескопа Вебба потрібно спостерігати за планетою, яка часто проходить перед Trappist-1, сказав Джошуа Кріссансен-Тоттон, планетолог з Каліфорнійського університету в Санта-Крус.

«Якби хтось виступив у найближчі п’ять років і сказав: «Так, ми знайшли життя з JWST», я б дуже скептично поставився до цього твердження», — сказав доктор Кріссансен-Тоттон.

Цілком можливо, що космічний телескоп Джеймса Вебба просто не зможе знайти біометрику. Цієї місії, можливо, доведеться чекати на наступне покоління космічних телескопів, більш ніж через десять років. Він вивчав би ці екзопланети так само, як люди дивляться на Марс або Венеру в нічному небі: спостерігаючи відображення зоряного світла на них на чорному тлі космосу, а не коли вони проходять перед зіркою.

«Здебільшого ми створимо дуже важливу основу для майбутніх телескопів», — передбачив доктор Ратке. “Я був би дуже здивований, якби JWST представив біометричне виявлення відбитків пальців, але я сподіваюся, що мене виправлять. Я маю на увазі, що це те, заради чого я роблю цю роботу”.

You May Also Like

About the Author: Monica Higgins

"Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер"

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.