Когда Лиза Кальтенеггер поднимает глаза к ночному небу, она любит считать звезды. Порядок при этом произвольный, а счет всегда доходит до пяти. Еще ранние высокие культуры скрупулезно наблюдали за ночным небом. И человечество снова и снова задавалось вопросом, есть ли там, в небе, другие планеты, подобные нашей. А может быть, у каждой миллионной звезды все же есть такая планета? А может у каждой тысячной? Сегодняшняя наука предполагает, что у каждой звезды есть хотя бы одна планета. И возле каждой пятой звезды во вселенной планеты вращаются именно на этом критическом расстоянии, известном как обитаемая зона. Итак, если посмотреть на ночное небо, каждая пятая звезда – это солнце благоприятного для жизни мира.
Лиза Кальтенеггер – исследователь экзопланет в Корнельском университете в Итаке, штат Нью-Йорк, и она возглавляет там Институт Карла Сагана, который занимается поиском пригодных для жизни планет и лун за пределами нашей Солнечной системы. Несколько десятилетий назад этот проект считался бы скорее научной фантастикой, чем наукой, но исследования экзопланет буквально «пережили взрыв» с 1990-х годов, говорит Кальтенеггер.
4352 подтвержденных экзопланеты
Начнем с основ. Экзопланеты – это планеты, которые вращаются вокруг звезды, которая не является нашим Солнцем. Исследователи давно предполагали, что экзопланеты существуют, но доказать их присутствие чрезвычайно сложно, поскольку они излучают гораздо меньше света, чем их родительские звезды. Поэтому надежные наблюдения экзопланет не проводились до начала 1990-х годов. Но чем дольше исследователи ищут чужие миры, тем продуктивнее их находки. По состоянию на 1 марта в списке американского космического агентства NASA насчитывается 4 352 подтвержденных экзопланеты и 5 765 кандидатов в таковые.
Да, цифры не очень большие. Но если учесть, что только в нашей галактике имеется 200 миллиардов звезд, становится ясно, сколько инопланетных миров до сих пор остается скрытыми от нас. В своих исследованиях Кальтенеггер специализируется на весьма специфических экзопланетах: на тех, которые находятся в обитаемой зоне, и на которых теоретически может быть жизнь. «Возможно, вселенная изобилует благоприятными для жизни планетами, – говорит Калтенеггер, – но мы не знаем, всегда ли жизнь возникает, когда имеется такая возможность».
Чтобы выяснить, являются ли планеты, которые в принципе пригодны для жизни, обитаемыми, исследователи ищут так называемые биосигнатуры. Это особые молекулы в атмосфере, образование которых можно объяснить только наличием там живых существ, а не геологическими процессами, такими как вулканы. С помощью высокопроизводительных телескопов, таких как космический телескоп «Джеймс Уэбб», запуск которого запланирован на 31 октября, или Extremely Large Telescope (Чрезвычайно Большой телескоп) в Чили, который планируется ввести в эксплуатацию в 2025 году, можно будет целенаправленно проводить поиск биосигнатур в атмосфере многообещающих экзопланет.
Паспорт планеты
Его принцип основан на открытии Альберта Эйнштейна, согласно которому свет взаимодействует с материей: когда свет правильно попадает на молекулу, она начинает вибрировать. Различные молекулы реагируют на определенные световые частоты – и они отсутствуют впоследствии в свете, который улавливают мощные телескопы. «Это подобно штампу в паспорте, который сообщает мне, какие молекулы имеются в атмосфере», – говорит Кальтенеггер. С помощью этого метода жизнь на Земле могла бы определяться уже примерно миллиард лет.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» должен наконец стартовать 31 октября.AP/NASA/Northrop Grumman
В недавней публикации Кальтенеггер и ее коллеги задавали вопрос о том, со скольких обитаемых экзопланет можно было бы определить жизнь на Земле с помощью биосигнатур. Исследователи предположили, что потенциальные внеземные цивилизации будут иметь те же технологии, что и доступные нам в ближайшие годы, включая космический телескоп «Джеймс Уэбб» и Extremely Large Telescope. Кроме того, принималось условие, что Земля движется на своей орбите перед нашим Солнцем со стороны наших внеземных наблюдателей. Ответ: с помощью доступных нам технологий нас могла бы выявить целая 1000 далеких цивилизаций.
«Я просто хочу знать, одни ли мы во вселенной, и я думаю, что это одна из самых крутых работ в мире», – говорит Калтенеггер. Но не менее для нее важны и выводы для нашей планеты, полученные в результате исследования экзопланет. «Благодаря этому исследованию мы можем встроить нашу Землю в картину всего космоса». Ведь снова и снова исследования экзопланет обнаруживают пробелы в наших знаниях о нашем собственном мире. Мы не знаем в полной мере, как развивалась жизнь на Земле и что же движет этим развитием. «В случае экзопланет, похожих на Землю, мы могли бы посмотреть, как быстро там развивалась жизнь и как она продолжает развиваться».