Ученые NASA нашли способ распознать следы жизни на далеких планетах по свету

Специалисты Лаборатории реактивного движения NASA совместно с коллегами из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали методику, которая позволит оценивать вероятность биологического происхождения кислорода на экзопланетах. Астрофизики предложили оценивать долю кислорода в атмосфере по специфическим оптическим эффектам при столкновении молекул. Препринт научной работы размещен в открытом доступе на сервере arXiv.org.

Наличие кислорода долго считалось главным ориентиром при поиске внеземных организмов, ведь на Земле именно кислородный фотосинтез обеспечил расцвет сложной жизни. Однако этот газ накапливается в воздухе и в ходе обычных физико-химических процессов, например при распаде паров воды под жесткими лучами звезд. В неживой среде концентрация газа может превысить половину всей воздушной оболочки, тогда как для биологической активности земного типа характерна умеренная доля — порядка двадцати процентов.

Главная загвоздка заключалась в том, что стандартный световой спектр газовой оболочки выглядит практически одинаково при любых значительных объемах кислорода. Исследователи выяснили, что в момент соударения молекул этого газа характер поглощения света кратковременно меняется. Такие постоянные контакты оставляют в спектральном анализе четкие провалы: чем плотнее скопление кислорода, тем они глубже и заметнее.

Ярко выраженные следы укажут на колоссальные неорганические объемы газа, исключающие жизнь. Если же провалы окажутся слабыми, состав воздуха будет близок к земным двадцати процентам, что сделает небесное тело главным кандидатом на звание обитаемого. Это открытие задает четкий критерий отбора будущих целей для масштабных астрономических миссий.

Пока ни одной землеподобной планеты с доказанной атмосферой ученые не зафиксировали, а интересный кандидат — суперземля LHS 1140 b в сорока восьми световых годах от нас — вызывает споры. Существующие телескопы исследуют чужие миры в момент прохождения по диску звезды, что не дает нужной точности. Применить методику на практике станет возможно после запуска космической Обсерватории обитаемых миров HWO, которую рассчитывают запустить в 2040-х годах, оснащенной мощным коронографом.