Телескоп LIFE успешно прошёл первый тест, обнаружив биосигнатуры на Земле

Для определения потенциальной обитаемости экзопланет необходимо изучать их атмосферы. Миссия LIFE (Large Interferometer for Exoplanets), разрабатываемая ETH Zurich, предназначена именно для поиска биосигнатур. В новом исследовании учёные проверили её возможности на примере Земли, рассматривая её как удалённую экзопланету.

Концепция и методология

LIFE — это интерферометр, состоящий из пяти отдельных телескопов, работающих в среднем инфракрасном диапазоне. Он будет размещён в точке Лагранжа L2. Для тестирования его производительности, пока миссия остаётся концепцией, исследователи использовали реальные спектральные данные атмосферы Земли, обработанные с помощью симулятора LIFEsim.

Условия наблюдения и целевые биосигнатуры

Учёные рассмотрели три геометрии наблюдения (с полюсов и экватора) и данные за январь и июль для учёта сезонных вариаций. Основное внимание уделялось обнаружению ключевых химических соединений: CO₂, H₂O, O₃ и CH₄, а также биогенных газов N₂O, CH₃Cl и CH₃Br.

Результаты теста

LIFE успешно обнаружил CO₂, воду, озон и метан в атмосфере Земли, а также признаки существования жидкой воды на поверхности. Важно, что результат не зависел от угла наблюдения за планетой. Сезонные колебания оказалось сложнее наблюдать, но, по словам профессора Саши Кванца, это не станет ограничивающим фактором.

Время наблюдения для разных целей

Критическим параметром является необходимое время наблюдения:

• «Золотые цели» (например, планеты у Проксимы Центавра) — несколько дней.
• Стандартные сценарии (умеренные планеты у звёзд типа M на расстоянии 5 парсек) — около 10 дней.
• Наиболее сложные случаи (двойники Земли на расстоянии ~5 парсек) — от 50 до 100 дней наблюдения.

Выводы и перспективы

Исследование, опубликованное в The Astronomical Journal, демонстрирует, что LIFE сможет оценивать обитаемость близлежащих экзопланет. Авторы заключают, что если в окрестностях Солнца есть планеты с глобальной биосферой, производящей N₂O и CH₃X, то LIFE будет наиболее подходящей будущей миссией для их обнаружения.