Несмотря на значительную задержку в запуске, которая составит около 14 лет от первоначальных планов, ожидается, что Космический телескоп Джеймса Вебба (JWST) начнет свою миссию в 2021 году. Расположившись на орбите в точке Лагранжа L2 на расстоянии примерно 1,5 миллиона километров от Земли, этот передовой инструмент откроет новую главу в астрономических исследованиях. Одним из самых интригующих вопросов является его потенциал в поиске доказательств существования жизни за пределами нашей планеты.
Наследник Хаббла и его уникальные возможности
NASA позиционирует JWST как преемника знаменитого телескопа «Хаббл», способного буквально «заглянуть в прошлое» и наблюдать за формированием первых галактик во Вселенной. Однако его возможности простираются гораздо дальше. Ученые возлагают большие надежды на то, что телескоп сможет анализировать атмосферы экзопланет, вращающихся вокруг ближайших звезд, в поисках так называемых биосигнатур — химических маркеров, которые могут указывать на наличие биологических процессов.
Исследование химического дисбаланса атмосфер
Группа астрономов из Вашингтонского университета под руководством Джошуа Криссанина-Тоттона провела моделирование, чтобы оценить возможности JWST в обнаружении этих биосигнатур. Результаты обнадеживают: телескоп обладает необходимой чувствительностью для выявления химического дисбаланса в атмосферах далеких миров. Этот подход, теоретически обоснованный Джеймсом Лавлоком и Карлом Саганом, основан на идее, что атмосфера обитаемой планеты, где существует жизнь, химически отличается от атмосферы безжизненного мира. Если бы жизнь на Земле внезапно исчезла, атмосферные газы вступили бы в реакции и со временем пришли в равновесное, «неживое» состояние.
Как отмечает Криссанен-Тоттон, практические наблюдения с использованием этой методики могут стать реальностью уже в ближайшие годы после запуска телескопа.
За пределами кислорода: поиск комплексных признаков
Традиционно поиск внеземной жизни фокусировался на обнаружении кислорода или озона в атмосфере, поскольку эти газы являются ключевыми продуктами земной биосферы. Однако этот подход предполагает, что инопланетная жизнь развивалась по тому же сценарию, что и на Земле, что является большим допущением. Более универсальным методом может стать именно анализ общего химического дисбаланса — поиск необычных сочетаний газов, которые в естественных условиях не могли бы долго сосуществовать без постоянного биологического «подпитывания».
Первые цели: система TRAPPIST-1
В качестве первоочередной цели для таких исследований ученые рассматривают планетную систему звезды TRAPPIST-1, расположенную примерно в 40 световых годах от Солнца. Открытая в 2017 году, эта система привлекла внимание астрономов тем, что содержит до семи планет, сравнимых по размеру с Землей, некоторые из которых находятся в «зоне обитаемости», где возможно существование жидкой воды. В частности, JWST, вероятно, сможет измерить содержание метана и углекислого газа в атмосфере планеты TRAPPIST-1e. Сравнив эти данные с теоретическими моделями, ученые смогут сделать первые выводы о потенциальной обитаемости этого мира.
Таким образом, Космический телескоп Джеймса Вебба, оснащенный передовыми инструментами, открывает перед человечеством уникальную возможность. То, что еще недавно казалось научной фантастикой — поиск химических следов жизни на планетах у других звезд, — вскоре может стать областью практических научных исследований.