Если бы Земля была экзопланетой, JWST обнаружил бы на ней разумную цивилизацию
При поиске жизни на других планетах логично начать с единственной известной обитаемой планеты — Земли. Её атмосфера богата кислородом и такими молекулами, как метан, что является сильным признаком наличия жизни. В ней также присутствуют следы диоксида азота и хлорфторуглеродов (CFC, известных как фреон), которые служат индикаторами промышленной цивилизации.
Как показало недавнее исследование, если бы Земля была экзопланетой, космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) смог бы обнаружить эти молекулы в её атмосфере. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv.
В основе работы лежат реальные наблюдения за атмосферой Земли. Канадский спутник SCISAT получил высокоразрешенные спектры солнечного света, прошедшего через безоблачный участок атмосферы, и выявил ряд природных и синтетических молекул.
На основе этих данных, усреднённых для разных слоёв атмосферы, в более раннем исследовании смоделировали возможные спектры, которые увидел бы наблюдатель из внешней части Солнечной системы во время транзита Земли по диску Солнца. Это создаёт хорошую основу для моделирования данных об экзопланетах.
Авторы новой работы пошли дальше, «зашумляя» эти данные, добавляя искусственный шум к сигналу и понижая разрешение. Это имитирует наблюдения JWST за экзопланетой, находящейся в световых годах от нас.
Цель состояла в том, чтобы определить, можно ли будет выявить атмосферные маркеры даже при слабом и зашумлённом сигнале. Оказалось, что соотношение сигнал/шум достаточно для идентификации многих молекул на Земле-подобной экзопланете в пределах 50 световых лет от нас.
Команда также рассмотрела систему TRAPPIST-1, находящуюся в 40 световых годах от нас. В ней известно семь планет, две или три из которых потенциально обитаемы. Добавив молекулярные спектры в смоделированные спектры миров TRAPPIST, учёные показали, что JWST сможет обнаружить как биологические, так и технологические маркеры, если они существуют на экзопланете в этой системе.
Мы не сможем разглядеть инопланетные сооружения, но для доказательства существования внеземной жизни этого и не требуется. Если JWST обнаружит кислород, органические молекулы и синтетические соединения, такие как CFC, в атмосфере ближайшей экзопланеты, это будет означать наличие (или прошлое присутствие) там разумной цивилизации. Это станет огромным шагом вперёд в понимании жизни во Вселенной.