Астрономы предлагают создать систему из 900 телескопов для обнаружения жизни в космосе
Проект должен стать альтернативой строительству орбитальной обсерватории с массивным 30-метровым зеркалом.
Международная группа астрономов предложила альтернативу созданию огромного 30-метрового космического телескопа для изучения атмосфер экзопланет земного типа. Их концепция предполагает использование сети, состоящей из 900 однометровых телескопов. Каждый аппарат будет наблюдать за оборотом планеты вокруг своей звезды независимо от других спутников. Система позволит обнаружить химические признаки жизни (например, кислород или водяной пар) в атмосфере потенциально обитаемой планеты всего за один ее оборот. Одному телескопу для этого понадобилось бы десятилетие. Исследование опубликовано на сервисе препринтов arXiv.
Почему экзопланеты земного типа так трудно изучать
За более чем три десятилетия астрономам удалось подтвердить существование более 6000 экзопланет. Но обнаружить новый мир — это лишь полдела. Гораздо сложнее выяснить, есть ли на нем жизнь. А для этого нужно проанализировать состав атмосферы планеты, уловив едва заметные спектральные отпечатки газов — кислорода, озона, водяного пара. Для настоящей планеты земного типа, вращающейся вокруг звезды, подобной Солнцу, этот показатель составляет примерно 1 на миллион.
Чтобы обойти эту проблему ученые прибегают к многократным наблюдениям. Этот метод превосходно работает для газовых гигантов, которые обращаются вокруг своих светил за несколько дней и дают новый материал для анализа почти каждую неделю. Однако планеты земного типа оборачиваются вокруг своего светила только раз в год. При этом чтобы собрать достаточно фотонов, нужен космический телескоп с зеркалом диаметром около 30 метров. Для сравнения: зеркало «Джеймса Уэбба» имеет диаметр всего 6,5 метра, и его создание заняло десятилетия.
Что предлагают астрономы
Группа исследователей под руководством Цзянь Гэ из Шанхайской астрономической обсерватории Китайской академии наук вместе с коллегами из Испании предложила иное решение. Их концепция Life 2.0 предполагает создание 900 однометровых телескопов. Каждый аппарат будет оснащен миниатюрным волноводным спектрографом и сверхчувствительным CMOS-сенсором. Все телескопы должны наблюдать один и тот же транзит планеты и проходить собственную калибровку. Затем исследователи планируют объединить полученные данные. Таким образом система будет функционировать как единое 30-метровое зеркало, однако строить его не понадобится.
Ключевое преимущество концепции заключается в возможности серийного производства. Создание 30-метрового монолитного зеркала — крайне рискованный, трудноосуществимый и долгосрочный проект. 900 идентичных однометровых модулей с легкими зеркалами из карбида кремния, согласно исследователям, должны представлять собой производственную линию. При этом волноводные спектрографы также уже не являются исключительно гипотетическим проектом. В настоящий момент разработаны опытные образцы, производительность которых достигает от 40 до 66%.