Представьте: где-то во Вселенной цивилизация решила вдохнуть жизнь в безжизненную планету. Может, их собственный мир на грани катастрофы, а может, просто подвернулся подходящий кандидат для космического преображения. Но как нам, землянам, узнать о подобных космических стройках? Оказывается, у нас уже есть технологии, способные засечь следы терраформинга.
Поиск внеземной жизни сейчас напоминает работу космического детектива: мы выслеживаем подозрительные сигналы, будь то случайные утечки информации или целенаправленные послания братьев по разуму. А еще мы пристально следим за мерцанием звезд – малейшее затемнение может выдать экзопланету, которая решила сыграть с нами в прятки, пролетая на фоне своей звезды.
Обнаружив экзопланету, мы тут же пытаемся понять, пригодна ли она для жизни. Важнейший фактор – расположение: находится ли планета в так называемой “обитаемой зоне” своей звездной системы, где не слишком жарко и не слишком холодно для жидкой воды? Затем в игру вступает спектроскопия – анализ света, прошедшего сквозь атмосферу планеты. Разные газы поглощают свет на определенных длинах волн, что позволяет нам узнать химический состав атмосферы. Поскольку единственная известная нам обитаемая планета – это наша Земля, мы, естественно, ищем похожие на нее миры.
Однако ученые не ограничиваются поиском “братьев по разуму”. Мы также ищем следы технологически развитых цивилизаций, например, гипотетические мегаструктуры, которые должны излучать огромное количество инфракрасного излучения.
Недавно команда исследователей из Калифорнийского университета в Риверсайде предложила искать еще один признак терраформинга – специфические химические сигнатуры, которые могут свидетельствовать о попытке цивилизации искусственно нагреть планету.
На Земле парниковые газы – это серьезная проблема. “Нам они вредят, поскольку усиливают глобальное потепление”, – объясняет Эдвард Швитерман, астробиолог и ведущий автор исследования. – “Но для цивилизации, желающей предотвратить надвигающийся ледниковый период или сделать обитаемой непригодную для жизни планету, эти газы стали бы настоящим спасением”.
Ранее ученые предполагали, что для терраформинга инопланетяне могут использовать хлорфторуглероды (ХФУ). Однако у таких соединений есть два существенных недостатка: они разрушают озоновый слой, защищающий жизнь от губительного ультрафиолета, и их трудно обнаружить на расстоянии.
“Если у другой цивилизации есть кислородная атмосфера, у них наверняка есть и озоновый слой, который они захотят сохранить”, – добавляет Швитерман. – “ХФУ будут разрушаться в озоновом слое, одновременно ускоряя его уничтожение”.
Вместо этого, по мнению команды, инопланетные инженеры могли бы использовать фторированные аналоги метана, этана и пропана.
“Выбор пал на эти фторсодержащие газы отчасти из-за их нетоксичности и относительной инертности по сравнению с хлор- или бромсодержащими парниковыми газами, которые разрушают озон”, – поясняют авторы исследования. – “Каждая молекула этих газов обладает гораздо более сильным парниковым эффектом, чем CO2, благодаря интенсивному и широкому поглощению в среднем инфракрасном (ИК) диапазоне, который приходится на окно прозрачности обитаемых экзопланет”.
Эти газы гораздо долговечнее ХФУ и могут сохраняться в атмосфере, подобной земной, десятки тысяч лет. Это означает, что для поддержания комфортного климата не потребуется постоянно пополнять их запасы.
Поскольку законы физики универсальны, инопланетные цивилизации наверняка осознают потенциал этих газов, а значит, у нас есть шанс их обнаружить. По словам ученых, с помощью таких телескопов, как “Джеймс Уэбб”, а также будущих обсерваторий, мы сможем искать характерные сигнатуры этих химических соединений в атмосферах далеких планет.
“В частности, мы показали, что CF4, C2F6, C3F8, SF6 и NF3, по отдельности и в комбинации, могут создавать транзитные сигнатуры в среднем ИК-диапазоне (5–12 мкм), сравнимые по силе или даже превышающие сигнал полосы O3 на 9,65 мкм при концентрациях ≳ 1 ppm”, – пишут авторы исследования.
“Мы рассчитали количество транзитов, необходимых для обнаружения C2F6, C3F8, SF6, NF3 и смесей первых трех газов в равных пропорциях при концентрациях 1, 10 и 100 ppm на планете TRAPPIST-1 f с помощью спектрографа MIRI LRS, и обнаружили, что для этого требуется удивительно мало наблюдений: всего пять транзитов для обнаружения смеси газов при 100 ppm с достоверностью 5σ и 10 транзитов для той же смеси при 10 ppm”.
Конечно, задача усложняется, если цивилизация использует комбинацию различных парниковых газов, чтобы снизить затраты на терраформинг. Поэтому для первичного поиска потенциально терраформированных планет астрономы предлагают искать аномально низкое инфракрасное излучение. Обнаружив такой объект, можно будет провести более детальный анализ его атмосферы, чтобы определить ее химический состав.
Так что, возможно, уже совсем скоро мы наткнемся на следы инопланетных зодчих, которые, подобно космическим садовникам, превращают безжизненные миры в цветущие оазисы. А может быть, и сами когда-нибудь станем одними из них!
Статья опубликована в Астрофизическом журнале.
Читайте также: Была ли Земля терраформирована марсианами?
