Земля как тестовый объект для оценки планируемой космической миссии LIFE
Физики из ETH Zurich и Университета Цюриха доказали, что планируемая миссия LIFE (Large Interferometer for Exoplanets) сможет обнаруживать следы жизни на других планетах. Это подтверждено в исследовании с использованием наблюдений за нашей собственной планетой.
Поиск жизни
Международная инициатива LIFE под руководством ETH Zurich планирует с помощью сети из пяти спутников изучать землеподобные экзопланеты — каменистые планеты, схожие с Землёй по размеру и температуре, но обращающиеся вокруг других звёзд. Спутники, расположенные рядом с телескопом James Webb, образуют большой интерферометр для регистрации инфракрасного теплового излучения экзопланет. По спектру света можно определить состав планет и их атмосфер.
Цель: «Обнаружить химические соединения в спектре света, указывающие на жизнь на экзопланетах», — объясняет руководитель инициативы Саша Кванц.
Земля как невзрачная точка
В исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal, учёные протестировали возможности будущей миссии LIFE на реальных, а не смоделированных спектрах Земли. Они использовали данные с прибора на спутнике NASA Aqua, чтобы сгенерировать спектры излучения Земли в среднем инфракрасном диапазоне — такие, какие могли бы быть получены при наблюдении экзопланет.
Ключевые аспекты исследования:
- При наблюдении с большого расстояния Земля выглядела бы как невзрачная точка без узнаваемых деталей. Спектры представляли бы собой пространственные и временные средние значения.
- Учёные исследовали, как на результаты анализа этих усреднённых спектров влияют геометрия наблюдения (вид с полюсов и с экватора) и сезонные колебания (данные за январь и июль).
Успешная идентификация как обитаемой планеты
Главный вывод: телескоп типа LIFE, наблюдая Землю, обнаружил бы признаки обитаемого мира с умеренным климатом.
В инфракрасных спектрах атмосферы Земли удалось обнаружить:
- Концентрации атмосферных газов: CO2, вода, озон и метан.
- Условия на поверхности, благоприятные для существования воды.
Особенно важны свидетельства наличия озона и метана, так как эти газы производит биосфера Земли.
Результаты не зависят от геометрии наблюдения, что является хорошей новостью, поскольку точная геометрия наблюдения за экзопланетами заранее неизвестна.
Однако сезонные колебания оказалось выявить сложнее. «Даже если сезонность в атмосфере наблюдать непросто, наше исследование показывает, что космические миссии следующего поколения смогут оценить, являются ли ближайшие землеподобные экзопланеты с умеренным климатом обитаемыми или даже заселёнными», — говорит Кванц.