Поиск внеземных цивилизаций по загрязнению воздуха

Будущие телескопы позволят активнее искать биосигнатуры на экзопланетах. Обычно речь идет о биогенных газах от простых организмов. Но можно ли искать технологические цивилизации по их загрязнению воздуха? Если бы инопланетяне изучали Землю, они бы сразу заметили наше загрязнение атмосферы.

Азот диоксид как техносигнатура

Идея использовать загрязнение воздуха как техносигнатуру не нова. Новое исследование сосредоточено на конкретном загрязнителе — NO2 (азот диоксиде). Он имеет как природное, так и антропогенное происхождение на Земле.

Авторы работы утверждают, что NO2 можно обнаружить как техносигнатуру на землеподобной планете у солнцеподобной звезды с помощью 15-метрового телескопа, подобного предлагаемому NASA LUVOIR (Large UV/Optical/IR Surveyor). Однако для этого потребуется несколько сотен часов наблюдений.

Исследование "Nitrogen Dioxide Pollution as a Signature of Extraterrestrial Technology" доступно на препринт-сайте arxiv.org и еще не прошло рецензирование. Ведущий автор — доктор Рави Коппарапу из NASA Goddard Space Flight Center.

Новые возможности для изучения атмосфер

Благодаря миссиям Kepler и TESS известно несколько тысяч экзопланет. Следующий шаг — изучение их атмосфер с помощью новых инструментов:

  • Космический телескоп James Webb (JWST)

  • Космический телескоп ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey)

  • Наземные обсерватории: E-ELT, TMT, Giant Magellan Telescope

Ученые готовятся к этому, моделируя, что и как можно обнаружить. Данное исследование смоделировало спектры атмосфер с NO2, которые могли бы наблюдаться при транзите планеты.

Условия обнаружения и сложности

  • Время наблюдений: 15-метровому телескопу LUVOIR потребовалось бы около 400 часов для обнаружения NO2 на землеподобной планете у звезды солнечного типа на расстоянии 10 парсек. Это много, но не беспрецедентно (например, Hubble Ultra Deep Field потребовал ~276 часов).
  • Исторический контекст: В модели использовался уровень NO2 в атмосфере Земли 40-летней давности, когда он был выше. Таким образом, потенциально обнаруживаемая цивилизация могла бы находиться на технологической стадии Земли образца 1980-х годов. Более промышленно развитое общество с уровнем NO2 в 5 раз выше земного было бы обнаружить проще.
  • Главная проблема: Обнаружение NO2 не доказывает его технологическое происхождение. Необходимо оценить скорость его производства и понять, могут ли ее обеспечить только абиотические источники. Требуется дополнительное моделирование и наблюдения.

Вывод исследователей: Случайное обнаружение NO2 или других потенциальных искусственных сигнатур (например, CFCs) может стать поворотным моментом в поиске жизни. Узнать, что распространено больше — биосигнатуры или техносигнатуры, — можно только начав поиск.

2021-02-19