Космос и астрономия 10 януари 2026 г. · 0 коментара
Можем ли да открием доказателства за извънземен живот в близко бъдеще? Кредит за изображение: Archange1Michael
Астрономите скоро ще имат повече възможности от всякога да откриват признаци на живот в атмосферата на далечни светове.
Карол Хасуел: Живеем в много вълнуващо време: отговорите на някои от най-старите въпроси, замислени от човечеството, са в ръцете ни. Едно от тях е дали Земята е единственото място, където има живот.
През последните 30 години беше даден категоричен отговор на въпроса дали Слънцето е уникално като домакин на планетарна система: сега знаем за хиляди екзопланети, обикалящи около други звезди.
Но можем ли да използваме телескопи, за да открием дали в някой от тези далечни светове също има живот? Обещаващ метод е да се анализират газовете, присъстващи в атмосферата на тези планети.
Сега знаем за повече от 6000 екзопланети. С толкова много вече каталогизирани, има редица начини да се стесни кои светове са най-обещаващите за биологията. Използвайки разстоянието на планетата от нейната звезда-домакин, например, астрономите могат да определят вероятната й температура.
Земята е единствената планета в Слънчевата система с течни водни океани на повърхността си, така че умерените температури са възможно изискване за обитаема планета. Дали една планета има правилната температура за течна вода е силно повлияно от присъствието и природата на атмосферата на планетата.
Учудващо, можем да идентифицираме молекули, присъстващи в атмосферата на екзопланети. Квантовата механика кара всеки атмосферен химикал да има свой собствен различен модел, подобен на баркод, който оставя върху светлината, преминаваща през него. Чрез събиране на звездна светлина, която е филтрирана през атмосферата на екзопланета, телескопите могат да видят баркодовете на молекулите, съставляващи тази атмосфера.
За да се възползва от това, планетата трябва да премине – да премине пред – звездата от наша гледна точка. Това означава, че работи само за малка част от известните екзопланети.
Силата на сигнала зависи от изобилието на молекулата в атмосферата: по-силен за най-разпространените молекули и постепенно по-слаб с намаляване на изобилието. Това означава, че обикновено е най-лесно да се открият доминиращите молекули, въпреки че това не винаги е вярно. Някои от баркодовете са присъщо силни, докато други са слаби.
Например атмосферата на Земята е доминирана от двуатомен азот (N2), но тази молекула има слаб баркод в сравнение с много по-малко разпространените двуатомен кислород (O2), озон (O3), въглероден диоксид (CO2) и вода (H2O).
Откриване на молекули
Космическият телескоп Джеймс Уеб (JWST) е голям космически телескоп, който събира светлина с инфрачервени дължини на вълната. Използван е за изследване на атмосферата на различни екзопланети.
Откриването на молекулярни отпечатъци в атмосферата на екзопланета не е напълно лесно. Различните екипи от работници могат да извлекат различни резултати в резултат на малко по-различен избор в начина, по който обработват едни и същи данни. Но въпреки тези трудности са направени възпроизводими и стабилни откривания на молекули. Открити са прости молекули със силни баркодове като метан, въглероден диоксид и вода.
Планетите, по-големи от Земята, но по-малки от Нептун – така наречените субнептуни – са най-често срещаният тип известни екзопланети. Именно за една от тези планети, K2-18b, беше направено смело твърдение за откриване на биосигнатура през 2025 г. Анализът откри диметилсулфид, като се твърди, че шансът е по-малък от веднъж на 1000, че това откриване е фалшиво.
На Земята диметилсулфидът се произвежда от фитопланктона в океаните, но бързо се разгражда в морската вода, осветена от слънчева светлина. Тъй като K2-18b може да е планета, изцяло покрита от воден океан, откриването на диметилсулфид в нейната атмосфера може да означава продължаващо снабдяване с него от микробния морски живот там.
Повторното изследване на откриването на K2-18b диметилсулфид от други изследователи поставя под съмнение това твърдение. Най-значимата беше демонстрацията от 2025 г. на Луис Уелбанкс от Държавния университет в Аризона и колеги, че изборът на молекулярни баркодове, които да бъдат включени в анализа, радикално повлия на резултатите.
Те откриха, че многобройни алтернативи, които не са изследвани в оригиналната статия, осигуряват еднакво добри или по-добри съвпадения с измерените данни.
За планети с размерите на Земята, които вероятно са скалисти, е доста трудно да се открие изобщо атмосфера с JWST. Бъдещето обаче е обещаващо, тъй като редица планирани мисии ще ни позволят да научим много повече за планети, които може да са подобни на Земята.
Предстоящи мисии
С планирано изстрелване през 2026 г., телескопът Plato на Европейската космическа агенция ще идентифицира планети, много по-сходни със Земята и подходящи за трансмисионна спектроскопия от тези, които познаваме в момента.
Римският космически телескоп Нанси Грейс на НАСА, който трябва да бъде изстрелян през 2029 г., ще бъде пионер в коронографските техники, които позволяват премахването на звездната светлина, така че много по-слабите планети, обикалящи около близките звезди, да могат да бъдат изследвани директно.
Телескопът Ариел на Европейската космическа агенция, с планирано изстрелване през 2029 г., е специализирана мисия за трансмисионна спектроскопия, предназначена да има способността да определя състава на атмосферите на екзопланети.
Обсерваторията за обитаеми светове (HWO) на НАСА в момента е в етап на планиране. Тази мисия ще използва коронограф за изследване на около 25 планети, подобни на Земята, в търсене на различни отличителни белези за обитаемост.
HWO ще има широко покритие на дължината на вълната от ултравиолетовото до близкото инфрачервено. Ако близнак на Земята обикаля около една от близките целеви звезди на HWO, телескопът ще събере звездната светлина, отразена от планетата. Тази отразена звездна светлина ще включва баркод сигнатури на двуатомен кислород (Oâ‚‚) и други газове, характерни за атмосферата на нашата планета. Това също ще разкрие следа от звездна светлина, която се абсорбира от фотосинтезиращи растения: така нареченият „червен ръб на растителността“.
Земната повърхност е разделена на суша и океани, които отразяват светлината по различен начин. HWO ще може да реконструира карта с ниска разделителна способност на повърхността от промените в отразената светлина, когато континентите и океаните се въртят навътре и извън полето на видимост.
Така че бъдещето изглежда много обещаващо. С космическия кораб, който ще бъде изстрелян през следващите години, може да се доближим до въпроса дали Земята е уникална по отношение на живот.
Карол Хасуел, професор по астрофизика, Отвореният университет
Тази статия е препубликувана от The Conversation под лиценз Creative Commons.
Прочетете оригиналната статия.
Източник: Разговорът | Коментари (0)