Телескоп Джеймс Уэбб сможет обнаружить другие цивилизации по загрязнению атмосферы
Космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST), запущенный в декабре прошлого года, постепенно включает свои инструменты и сейчас находится в процессе выравнивания зеркал в рамках подготовки к работе. Через несколько месяцев самый мощный из когда-либо построенных космических телескопов нацелится на звезды. Астрономы надеются, что то, что увидит JWST, изменит наше понимание Вселенной, как это сделал космический телескоп Хабб десятилетия назад.
Одна заманчивая возможность, которую предлагает JWST, которую не мог предоставить Хаббл, — это возможность напрямую отображать планеты, вращающиеся вокруг далеких звезд, и, возможно, обнаруживать признаки жизни.
Возможность удаленного обнаружения биосигнатур была горячей темой в последние годы. В нашей Солнечной системе недавнее открытие фосфина в атмосфере Венеры вызвало предположения, что это химическое вещество может быть создано микробной формой жизни.
После этого эксперты по дистанционному зондированию предположили, что растительная жизнь, которая использует фотосинтез для получения энергии, может быть обнаружена в инфракрасном диапазоне, поскольку хлорофилл поглощает видимый свет, но ярко проявляется в инфракрасном диапазоне и придает планетам, покрытым растительностью, отчетливый «красный край».
Даже однопиксельная фотография далекой экзопланеты может содержать достаточно информации, чтобы сказать нам, существует ли там биологическая жизнь, на основе информации, хранящейся в длинах волн света, достигающих объектива телескопа.
А как же разумная жизнь? Может ли JWST обнаруживать цивилизации, похожие на нашу? И как можно их обнаружить?
Лучшие ответы приходят из понимания того, как присутствие человечества на Земле выглядит из космоса. Мы выделяем отработанное тепло (от промышленности, домов и т. д.) и искусственное освещение ночью, но, возможно, самое главное, мы производим химические вещества, которые наполняют нашу атмосферу соединениями, которых в противном случае не было бы.
Эти искусственные атмосферные составляющие могут быть тем, что выдает нас далеким инопланетным видам, сканирующим галактику с помощью своего собственного мощного телескопа.
В недавней статье, доступной в препринте на ArXiv, рассматривалась возможность использования JWST для поиска промышленных загрязнителей в атмосферах экзопланет.
В документе особое внимание уделялось хлорфторуглеродам (ХФУ), которые на Земле производятся в промышленных масштабах в качестве хладагентов и чистящих средств. Печально известно, что ХФУ создали огромную дыру в озоновом слое Земли в 1980-х годах, прежде чем международный запрет на их использование в 1987 году помог снизить уровень ХФУ до менее вредных уровней.
Эти «мощные парниковые агенты с длительным временем пребывания в атмосфере», если они будут обнаружены где-либо еще в галактике, почти наверняка будут результатом цивилизации, способной к индустриализации.
Другими словами, некоторые из худших побочных продуктов человечества могут быть теми самыми вещами, которые делают нас обнаруживаемыми. И это означает, что мы можем найти другие виды, которые загрязняют атмосферу своей планеты.
Существуют некоторые ограничения возможностей JWST по обнаружению ХФУ. Если звезда у планеты слишком яркая, она заглушит сигнал.
Таким образом, телескоп добьется наибольшего успеха, наблюдая за звездами М-класса, которые являются тусклыми долгоживущими красными карликами. Близким примером является TRAPPIST-1, красный карлик в 40 световых годах от нас, с семью планетами размером с Землю, вращающимися возле его обитаемой зоны.
JWST сможет увидеть ХФУ на планетах TRAPPIST-1, потому что тусклая звезда не заглушит сигнатуру ХФУ так же, как яркая звезда, такая как наше Солнце (звезда G-типа).
И наоборот, телескоп типа JWST на TRAPPIST-1 не сможет увидеть земные ХФУ: наше Солнце слишком яркое для него.
К сожалению, звезды М-класса обычно не очень подходят для жизни, потому что, когда они молоды, они нестабильны, испуская мощные солнечные вспышки, которые могут просто уничтожить любую зарождающуюся жизнь на близлежащих планетах. Однако с возрастом они склонны успокаиваться, так что жизнь там вполне возможна.
Что бы ученые там не нашли, тот факт, что у нас скоро появится возможность взглянуть на все это, меняет правила игры. Как заключает статья, “с запуском JWST человечество может быть очень близко к важной вехе в SETI (поиске внеземного разума): той, где мы способны обнаруживать у близлежащих звезд не только мощные, преднамеренные, временные и высоконаправленные передачи, подобные нашим собственным (например, сообщение Аресибо), но и последовательные, пассивные техносигналы той же силы, что и наши собственные”.