Астрономы из Лаборатории реактивного движения NASA провели детальное моделирование работы Чрезвычайно большого телескопа (ELT), которое показало, что новый гигантский обсервационный комплекс сможет уверенно находить биосигнатуры на экзопланетах в окрестностях Солнечной системы. В центре исследования оказался высокоразрешающий спектрограф ANDES, способный улавливать спектральные следы кислорода, метана, углекислого газа и водяного пара в атмосферах потенциально обитаемых каменных миров, таких как планеты знаменитой системы TRAPPIST-1.
Главным барьером для астрофизиков оставался колоссальный уровень оптических помех: даже современный космический телескоп «Джеймс Уэбб» сталкивается с техническими пределами при попытке «просветить» тонкие атмосферы небольших планет из-за яркого фонового свечения их звезд. Прежние методы наблюдений требовали сотен часов накопления сигнала для получения хотя бы смутного спектра, что делало систематический поиск молекулярных следов жизни практически невыполнимым.
Новая технология основана на методе высокоразрешающей транзитной спектроскопии, которая расщепляет свет звезды, проходящий сквозь атмосферу экзопланеты во время ее прохождения по диску родительской звезды. Спектрограф ANDES разделяет входящий поток на десятки тысяч узких каналов, позволяя алгоритмам с высокой точностью изолировать собственные атмосферные шумы Земли и пульсации далекого светила. Собирая свет с помощью 39-метрового главного зеркала телескопа ELT, который строится в чилийской пустыне Атакама, прибор гарантирует высочайшую детализацию химических «отпечатков пальцев» газов.
Экспериментальное моделирование подтвердило, что спектрограф способен зафиксировать углекислый газ и водяной пар всего за несколько транзитов планеты, тогда как для однозначной детекции кислорода и метана потребуется от нескольких десятков часов наблюдений. Исследователи протестировали алгоритм на 18 реальных каменных экзопланетах у близлежащих красных карликов и доказали, что в ближайшие годы человечество перейдет от простого открытия далеких миров к их полноценному химическому анализу.
Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv.
Читайте также: Каменистая экзопланета LHS 1140 b с атмосферой переворачивает наши знания о внеземной жизни