Новаторське дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило новий метод ідентифікації потенційно придатних для життя екзопланет. Ключовий показник? Порівняльний недолік вуглецю в атмосфері екзопланети. Цей метод, який вже застосовується з використанням сучасних технологій, відкриває нові двері в пошуках світів за межами нашої Сонячної системи.
На даний момент ідентифіковано понад 5200 екзопланет і близько 10 000 потенційних кандидатів. Поява космічного телескопа Джеймса Вебба та будівництво обсерваторії ELT знаменують значний зсув у вивченні екзопланет – від простого відкриття до детального аналізу.
Сучасні методи дозволяють астрономам визначати різні характеристики атмосфери цих віддалених планет, такі як температура, тиск і склад, під час їх проходження через зірки. Передові методи спостережень дозволяють навіть ідентифікувати ізотопи та аналізувати швидкість вітру.
Хоча ці методи в основному застосовувалися до газових гігантів, в даний час вчені розробляють способи вивчення екзопланет, схожих на Землю. Наприклад, космічний телескоп Джеймса Вебба міг би проаналізувати вміст вуглекислого газу та води в атмосферах екзопланет земного типу протягом десяти транзитів, особливо в таких системах, як TRAPPIST-1.
Однак для виявлення кисню, відомого біосигналу, потрібно більше тисячі переходів, що забирає більшу частину робочого часу Джеймса Вебба.
Схематичне порівняння ознак рідкої води та біомаси на планеті (зліва). У центрі: порівняння вмісту вуглекислого газу, азоту та води в атмосфері Венери (рожевий), земній корі та мантії (жовтий) та атмосфері та океанах Землі (Помаранчевий). Порівняння атмосфер Венери, Марса та землі (праворуч) / © Triant et al. Nature Астрономи
Дослідження, опубліковане в журналі Nature Astronomy, припускає, що відсутність атмосферного СО2 на екзопланеті може свідчити про наявність великих водойм. На Землі близько 20% поглинання вуглецю атмосферою відбувається внаслідок біологічних процесів, таких як фотосинтез, що свідчить про те, що поєднання факторів, включаючи життя, може сприяти цьому явищу.
У дослідженні викладено стратегічний підхід до виявлення придатних для життя екзопланет. Передбачається, що для виявлення атмосфер екзопланет потрібно близько десяти транзитів, сорок – для оцінки дефіциту CO2 і сто – для оцінки присутності озону, метану і монооксиду вуглецю. Ці результати допоможуть визначити, чи відсутність вуглецю пов’язана з рідкою водою, життям або обома разом.
Ілюстрація стратегії пошуку придатних для життя екзопланет щодо нестачі СО2 та інших атмосферних параметрів / © Triaund et al. Nature Астрономи
Зараз космічний телескоп Джеймса Вебба готовий розпочати пошук цього дефіциту вуглекислого газу на планетах земного типу, що обертаються навколо пізніх червоних карликів, причому такі системи, як TRAPPIST-1, є головними цілями. На думку дослідників, спільні зусилля можуть призвести до значних відкриттів у пошуку придатних для життя світів всього за кілька років.