Глубоко под поверхностью Марса может гнездиться крошечная микробная жизнь, она может плескаться в подземных океанах луны Сатурна Энцелад, но эти места вряд ли будут теми, где мы найдем первые формы жизни за пределами Земли. Плохая новость в том, что первую внеземную жизнь человечество обнаружит, скорее всего, слишком далеко, чтобы ее можно было навестить.
«Думаю, мы, вероятно, сможем обнаружить жизнь на другой планете в следующем десятилетии или около того, — говорит Кристофер Импи, астроном из Аризонского университета. Нам удастся сделать это, «исследуя экзопланеты, которые мы открываем в больших количествах». Импи обсуждал это с другими представителями Американского физического общества на апрельской встрече, посвященной внеземному интеллекту.
Экзопланеты — это планеты, существующие за пределами нашей Солнечной системы. Ближайшая из известных нам экзопланет на сегодняшний день вращается вокруг ближайшей к нам звезды Альфа Центавра B в 4,3 световых годах от Земли, но при нынешних наших технологиях путь к ней займет порядка 100 000 лет.
Почему экзопланеты?
Обнаружить другую жизненную силу за пределами будет довольно трудно, вне зависимости от того, где будут искать астрономы, но у экзопланет есть ряд серьезных преимуществ.
Во-первых, в нашей галактике больше экзопланет земного типа, чем в нашей Солнечной системе. Земля, по сути, это единственная планета земного типа в нашей округе, за ней идет Марс, но с ним пока все понятно. На текущий момент в нашей галактике есть больше 45 экзопланет, которые считаются потенциально обитаемыми.
Еще одним преимуществом является то, что искать жизнь на экзопланетах дешевле и эффективнее с помощью земных инструментов, чем искать их в нашей же Солнечной системе.
Крупным государственным учреждениям вроде NASA и Европейского космического агентства придется скорее высаживать роботизированные зонды на поверхность луны Юпитера Европы или в другие многообещающие места Солнечной системы, чтобы обнаружить свидетельства жизни. (Единственным исключением может быть богатая водой луна Сатурна Энцелад). На текущий момент единственная миссия по высадке на твердую почву в планах NASA — это миссия Mars 2020, которая даже не сможет «зарыться» достаточно глубоко, чтобы найти признаки жизни. Вот почему экзопланеты на фоне этого выглядят многообещающе.
«Эти миссии стоят миллиарды долларов и займут десятки лет, а бюджет NASA настолько мал, что хватит только на одну миссию за раз, — говорит Импи. — Я думаю, скорее до цели доберется проект по изучению атмосфер экзопланет земного типа».
С мощными телескопами на Земле ученые могут вынюхивать инопланетную жизнь по всей галактике, изучая различные коктейли газов в атмосферах этих экзопланет. Только планеты с определенным набором ключевых элементов и молекул обладают потенциалом содержать жизнь.
Химический рецепт жизни
Конечно, все это без учета того, что ученые до сих пор обсуждают, каким должен быть идеальный коктейль.
К примеру, в прошлом году обнаружение кислорода — важного элемента жизни на Земле — в атмосфере экзопланеты восприняли как чрезвычайное открытие и сразу посчитали уверенным признаком наличия жизни.
Но в мае 2014 года пара ученых — Робин Вордсворт и Рэймонд Пьерхамберт — предположили, что миры с большим количеством жидкой воды могут вмещать много кислорода, но будут совершенно лишены жизни. Это потому, что свет от звезды планеты может иметь достаточно энергии, чтобы разделять атомы водорода и кислорода, из которых состоит водяной пар в атмосфере, после чего водород будет утекать в космос, оставляя позади кислород.
«Любые намеки на дистанционное обнаружение жизни за пределами Солнечной системы привлекут пристальное внимание, — говорит Джек О’Малли-Джеймс. — Таким образом, хорошие знания небиологических источников атмосферных газов, наряду с методами по определению этих источников, помогут сделать эти намеки более уверенными».
Впрочем, пока до конца неясно, какие химические вещества могут свидетельствовать о наличии жизни. Импи считает, что мы должны искать озон (O3) и метан (CH4).
Новый флот гигантских революционных телескопов
Пока ученые вроде Вордсворта и Пьерхамберта исследуют, где лучше искать жизнь, астрономы и инженеры работают над инструментами, которые мы будем использовать в поисках жизни за пределами нашей Солнечной системы: строят самые большие и мощные телескопы в истории.
«Экзопланеты находятся далеко, и они очень тусклые, — говорит Импи. — Вам нужна большая поверхность для сбора света планеты земного типа на таком расстоянии».
Эта поверхность в телескопе определяется размерами так называемого зеркала, которое собирает свет удаленных объектов. Астрономы изучают этот свет, выявляя различные химические сигнатуры в атмосфере. Подобно тому, как каждый человек имеет уникальные отпечатки пальцев, каждый элемент имеет определенную световую сигнатуру, которую астрономы определяют с помощью спектроскопии.
Потребуются мощнейшие телескопы в истории, чтобы обнаружить тусклые световые сигнатуры этих молекул дальних экзопланет. Сейчас астрономы в институтах по всего миру строят три огромных телескопа следующего поколения: два в Чили и один на Гавайях.
Гигантский Магелланов телескоп (GMT) будет в три раза больше любого из современных телескопов и сможет выдавать снимки в 10 раз четче, чем космический телескоп Хаббл. В настоящее время он пребывает в стадии строительства в Обсерватории Лас-Кампанас в Ла-Серене, Чили, и запланирован к открытию в 2024 году.
Тридцатиметровый телеском (TMT), как ожидается, сможет выдавать снимки в 12 раз четче, чем космический телескоп Хаббл и запланирован к работе на вершине потухшего гавайского вулкана Мауна-Кеа в 2025 году. Впрочем, последние протесты замедлили строительство.
Европейский чрезвычайно большой телескоп (E-ELT) будет обладать зеркалом больше, чем у GMT и TMT. Строительство E-ELT начало в июне 2014 года в Серро-Армасонес, Чили, а работать этот колоссальный телескоп начнет в 2024 году.
Три этих огромных телескопа смогут наблюдать далекие миры и, возможно, просто возможно, сделают наиболее важное открытие в истории человечества, ответят на дразнящий наши любопытные умы вопрос: одиноки ли мы?
