Чрезвычайно большой телескоп вскоре должен быть завершен. Он станет одним из самых мощных инструментов для изучения экзопланет. Вполне возможно, что на одной из них он очень быстро сможет найти жизнь.
Возможности Чрезвычайно большого телескопа
Чрезвычайно большой телескоп (ELT), который сейчас строится на севере Чили, даст ученым лучший обзор Млечного Пути, чем любой наземный астрономический инструмент до него. Трудно переоценить, насколько это будет трансформационным.
Первичная зеркальная решетка ELT будет иметь эффективный диаметр 39 метров. Он будет собирать на порядок больше света, чем предыдущие телескопы, и давать нам изображения в 16 раз четче, чем космический телескоп Hubble. Запуск телескопа запланирован на 2028 год, и результаты могут начать поступать буквально за одну ночь, как показывает недавнее исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv.
Исследование спектров экзопланет
Одной из самых мощных возможностей ELT будет захват слабых атмосферных спектров из атмосфер экзопланет. Обычно это происходит, когда планета проходит перед своей звездой с нашей точки наблюдения. Небольшая часть звездного света проходит сквозь атмосферу планеты, чтобы достичь нас, и, анализируя спектры поглощения, мы можем определить молекулы, содержащиеся в атмосфере планеты, такие как вода, углекислый газ и кислород. Космический телескоп James Webb, например, собрал данные о нескольких атмосферах экзопланет.
Но иногда данные о транзите, которые мы можем собрать, являются неубедительными. Например, когда James Webb искал атмосферу на планетах системы TRAPPIST-1, казалось, что планеты b и c были безвоздушными, но данных недостаточно, чтобы исключить наличие атмосферы. Там могут быть тонкие атмосферы со спектральными линиями, слишком слабыми для наблюдения JWST. Большая чувствительность ELT должна решить этот вопрос.
Еще интереснее то, что новый телескоп сможет собирать спектры не только экзопланет, которые проходят мимо своей звезды, но и экзопланет, которые не проходят мимо нее, с помощью отраженного звездного света. Чтобы определить, насколько мощным будет ELT, новое исследование смоделировало результаты для нескольких сценариев.
Поиск возле красных карликов
Ученые сосредоточились на планетах, вращающихся вокруг красных карликовых звезд, поскольку это самый распространенный тип экзопланет, и рассмотрели четыре тестовых случая: неиндустриальную Землю, богатую водой и фотосинтезирующими растениями, Землю раннего архея, где жизнь только начинает процветать, землеподобный мир, где океаны испарились, подобный Марсу или Венере, и добиотическую Землю, способную к жизни, но где ее нет. Для сравнения команда также рассмотрела миры размером с Нептун, которые должны иметь значительно более толстую атмосферу.
Идея заключалась в том, чтобы увидеть, сможет ли ELT различить различные землеподобные миры, и, что еще важнее, могут ли данные обмануть нас, дав ложноположительный или ложноотрицательный результат. То есть, будет ли казаться, что в неживом мире есть жизнь, или живой мир будет казаться бесплодным.
На основе своих симуляций авторы пришли к выводу, что мы должны иметь возможность четко и точно различать соседние звездные системы. Для ближайшей звезды, Проксимы Центавра, мы могли бы обнаружить жизнь в мире, похожем на Землю, всего за 10 часов наблюдения. Для мира размером с Нептун ELT мог бы зафиксировать спектры планет примерно за час.
Итак, кажется, что если жизнь существует в соседней звездной системе, то ELT должен быть способен ее обнаружить. Ответ на, возможно, самый большой вопрос в истории человечества может быть найден всего за несколько лет.
По материалам phys.org
