Дали телескопът Уеб ще може да открие признаци на живот на близките екзопланети?

Концепцията на художника за космическия телескоп Джеймс Уеб, тъй като той ще се появи, след като бъде изстрелян на орбитата на Земята през 2021 г. Искате ли да видите как изглежда действителният телескоп сега? Вижте долната част на тази публикация. Изображение чрез Northrop Grumman / JWST.

Само 39 светлинни години от Земята - точно в съседство, казано космически - има слънчева система със седем скалисти планети с размер на Земята. Системата се нарича TRAPPIST-1. Всичките му седем планети са интригуващи и три от тях орбитират в обитаемата зона на звездата си, където температурите могат да позволят на течната вода да съществува върху тях.

Тези светове бяха обект на много проучвания през последните няколко години, но има ограничения за това, какви настоящи телескопи могат да научат повече за тях. Нещо повече, има дискусия дали космическият телескоп Джеймс Уеб - наследникът на Хъбъл, планиран да бъде пуснат на пазара през март 2021 г. - ще бъде достатъчно мощен, за да открие житейски знаци на разстоянието на тези планети с размер на Земята, ако наистина съществуват знаци за живот там. Но сега ново проучване казва, да, Уеб ще може да анализира атмосферата си за биосигнатури. Освен това, според изследването, този анализ може да бъде направен само за година, въпреки че облаците в атмосферата на планетите могат да представляват проблем.

Новият документ е публикуван за първи път на 21 юни 2019 г. в The Astronomical Journal, а изследването е ръководено от Jacob Lustig-Yaeger, студент по астрономия в Университета на Вашингтон.

Според Лустиг-Йегер:

Телескопът Уеб е изграден и ние имаме идея как ще работи. Използвахме компютърно моделиране, за да определим най-ефективния начин да използваме телескопа, за да отговорим на най-основния въпрос, който ще искаме да зададем, а именно: Има ли атмосфера дори на тези планети?

Концепцията на художника за 7-те екзопланети на Земята в планетарната система TRAPPIST-1. Изображение чрез R. Hurt / T. Пайл / NASA / JPL-Caltech / WOSU.

Всичките седем от известните планети в системата TRAPPIST-1 са скалисти и с подобен размер на Земята. Всички те орбитират близо до звездата си, но тъй като звездата е червено джудже и по-хладна от слънцето, това означава, че три от планетите все още са в обитаемата зона на звездата, където температурите могат да направят течната вода възможна, в зависимост от други фактори като тип атмосфера. Очаква се повечето или всички планети да имат атмосфера, но това все още не е известно. Телескопът Уеб ще може да потвърди това и да анализира тези атмосфери за евентуални биосигнатури, газове като кислород или метан, които биха могли да покажат живот на повърхностите. Според Лустиг-Йегер:

В момента в областта има голям въпрос дали тези планети дори имат атмосфера, особено най-вътрешните планети. След като потвърдим, че има атмосфера, тогава какво можем да научим за всяка атмосфера на всяка планета, молекулите, които я съставят?

Изследването предполага, че телескопът Уеб трябва да може да открива и анализира всякаква атмосфера доста бързо, след година или повече. Тъй като всички планети са близо до своята звезда, това означава, че техните транзитни времена - времето, необходимо за преминаване на планетата пред нейната звезда от нашата гледна точка, са сравнително кратки. Webb трябва да може да потвърждава атмосферата (или не) с 10 или по-малко транзити.

Концепцията на художника за TRAPPIST-1e, която според учените има най-голям шанс да има обитаема атмосфера и океан като Земята. Изображение чрез NOAA / обратно.

Това обаче зависи и от това дали в тези атмосфери има облаци. Ако една планета имаше гъста облачна атмосфера като Венера, it може да отнеме до 30 транзита, за да я потвърди. Така че телескопът Уеб все още може да го направи, просто ще отнеме повече време, каза Лустиг-Йегер:

Но това все още е постижима цел. Това означава, че дори в случай на реалистични облаци на височина, телескопът на Джеймс Уеб все още ще бъде в състояние да открие наличието на атмосфера, което преди нашата книга не беше известна.

Способността на космическия телескоп Джеймс Уеб да открива атмосферата на по-малки скалисти планети е вълнуваща, тъй като други телескопи все още не са успели. Много по-лесно е с газови гигантски планети като Юпитер, но трудно с по-малките планети, когато са толкова далеч.

Друга възможност е Уеб да намери доказателства за водата, която планетите са загубили, когато системата е била много по-млада, а звездата е била много по-гореща. В такива случаи атмосфера може да съдържа абиотичен кислород - не създаден от живота - това може да е фалшиво положителен сигнал за активна биология. Учените би трябвало да определят дали кислородът е биотичен или абиотичен.

Концепция на художника за повърхността на TRAPPIST-1f. Изображение чрез обратната.

Космическият телескоп Джеймс Уеб ще бъде безценен за изучаване на скалисти планети като Земята, казват астрономите и много повече от тези скални светове се откриват през цялото време в огромното пространство на нашата галактика Млечен път. Счита се, че в нашата галактика има милиарди такива светове единствено и Уеб може да предостави първите убедителни доказателства за живота на един (или повече) от тях. Дори и да не стане, това ще помогне да се революционизира разбирането ни за тези планети. Както отбелязва докторантът по астрономия Андрю Линковски:

Правейки това проучване, ние разгледахме: Кои са най-добрите сценарии за космическия телескоп James Webb? Какво ще може да прави? Защото определено ще има повече планети с размер на Земята, открити преди изстрелването му през 2021 г.

Планетарната система TRAPPIST-1 е уникална сред познатите досега системи със седем екзопланети с размер на Земята. Може ли някой от тях да има живот? Те са идеални кандидати за по-нататъшно проучване от Webb, което може би ще помогне да се отговори на този интригуващ въпрос в сравнително близко бъдеще. Както добави Лустиг-Йегер:

Трудно е да си представим на теория планетарна система, по-подходяща за Джеймс Уеб, отколкото TRAPPIST-1.

На 28 август 2019 г. НАСА обяви, че двете половини на космическия телескоп Джеймс Уеб вече са успешно свързани. Телескопът се сглобява в съоръженията на Northrop Grumman в Redondo Beach, Калифорния. Прочетете още.

Долен ред: За първи път учените ще могат да изучават атмосферите на седемте екзопланети на Земята в системата TRAPPIST-1, използвайки космическия телескоп James Webb, наследник на Хъбъл, който трябва да стартира през 2021 г.

Източник: Откриваемост и характеристика на екзопланетните атмосфери TRAPPIST-1 с JWST

Чрез UW News