Методи, які мережа супутників може одного дня використати для пошуку життя за межами Сонячної системи, були протестовані на єдиному місці, де, як ми знаємо, існує життя, – на Землі: Землі. Звичайно, відстань, з якої доводилося вести спостереження, значно відрізняється від запланованої на майбутнє, але це все одно планка, яку потрібно було перетнути.
Астрономи, які стоять за місією “Великий інтерферометр для екзопланет”, сигналізували про масштаб своїх амбіцій, коли обрали абревіатуру LIFE. Поєднуючи можливості п’яти супутників, вони сподіваються, що LIFE зробить те, чого не може навіть JWST – знайде докази існування біології на кам’янистих екзопланетах (планетах, що обертаються навколо найближчих зірок).
Як і JWST, запропоновані супутники будуть розташовані в точці Лагранжа 2. Використовуючи інтерферометрію для об’єднання світла, зібраного кожним з них, вони діятимуть для деяких цілей як єдиний телескоп, потужніший за все, що ми знаємо, як запустити.
Ця комбінація не зможе робити все те, що може більший окремий телескоп – але це не має значення, якщо у вас є лише одне завдання. “Наша мета – виявити хімічні сполуки у світловому спектрі, які натякають на життя на екзопланетах”, – сказав у своїй заяві керівник ініціативи професор Саша Кванц з Швейцарської вищої технічної школи Цюріха.
Щоб перевірити життєздатність ідеї, перш ніж витрачати мільярди, Кванц і троє інших дослідників провели спостереження Землі за допомогою атмосферного інфрачервоного зонду на борту існуючого супутника NASA Aqua. Команда досліджувала спектр Землі в середньому інфрачервоному діапазоні, де працюватиме LIFE.
Якби інопланетяни з іншої зоряної системи дивилися на Землю за допомогою приладу, подібного до LIFE, вони б побачили блідо-блакитну крапку з роздільною здатністю, недостатньою для того, щоб відрізнити океани від континентів, не кажучи вже про щось дрібніше. Натомість вони побачили б спектр, який був би середнім для Землі в цілому. Більше того, їм довелося б витратити багато часу, щоб отримати достатньо фотонів для чогось корисного, тому спектр також був би усередненим у часі, потенційно змазуючи сезонні зміни.
Ми також не можемо вибирати кути, з яких бачимо кам’янисті планети, тому команда розглянула, як би виглядала Земля з системи, розташованої над Північним полюсом (можливо, на орбіті Полярної зірки). Потім вони додали один вид над Антарктидою і два екваторіальні види.
Взявши підвибірку даних Aqua Earth, еквівалентну за розміром кількості випромінювання, яке може зібрати телескоп на великих відстанях, команда підтвердила підхід LIFE. Зокрема, вони дійшли висновку, що LIFE зможе виявити вуглекислий газ, озон і метан в атмосфері Землі на відстані щонайменше 33 світлових років у всіх трьох орієнтаціях.
Ми знаємо, що неживі планети можуть мати вуглекислий газ у своїй атмосфері, інакше ми б знали щось важливе про Марс і Венеру. Вода є необхідною умовою для життя, але не гарантією його наявності. Метан може мати інші джерела, окрім біологічних, але, тим не менш, його присутність на Землі значною мірою забезпечується живими організмами, і озону теж не було б, якби рослини чи водорості не поповнювали кисень в атмосфері. У поєднанні ці чотири гази є переконливим свідченням того, що Земля населена чимось, навіть якщо ви не можете сказати, що це щось розвинулося за межами однієї клітини.
“Навіть якщо атмосферну сезонність нелегко спостерігати, наше дослідження демонструє, що космічні місії наступного покоління можуть оцінити, чи є сусідні екзопланети з помірним кліматом придатними для життя або навіть заселеними”, – сказав Куанц.
LIFE, як то кажуть, знайшов спосіб.
Ложка дьогтю в бочці меду полягає в тому, що LIFE, можливо, доведеться провести до 100 днів, дивлячись в одну точку, щоб зібрати дані про ці гази, які можна використовувати. Це могло б бути життєздатним, якби ми вже мали дуже велику підказку про конкретну планету, але якщо вона була лише однією з багатьох, на які треба було б подивитися, це було б важко виправдати. На щастя, для багатьох пріоритетних цілей час, необхідний для цього, був би набагато меншим.
Команда також шукає ще більші підказки, такі як закис азоту або метилбромід, але супровідний документ припускає, що відстань, на якій вони можуть бути знайдені, може бути обмежена лише 16 світловими роками.
