«Уэбб» сломал надежды? Почему «Уэбб», скорее всего, никогда не сможет найти доказательства жизни?
Новость об экзопланете K2-18b облетела мир: «Возможно, найдены признаки жизни!» Причиной ажиотажа стало обнаружение космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST) в атмосфере этой далекой планеты химических веществ, которые на Земле связаны с биологической активностью. Сам факт, что мы можем заглянуть в атмосферу мира, удаленного на 125 световых лет, — уже чудо техники. Но за громкими заголовками скрывается более сложная и, возможно, отрезвляющая реальность. Сможет ли «Уэбб», самый мощный космический телескоп в истории человечества, действительно предоставить нам неопровержимые доказательства существования инопланетной жизни? Новое исследование группы авторитетных ученых во главе с Сарой Сигер из MIT предлагает взглянуть на возможности телескопа без розовых очков.
Заглянуть за горизонт: Метод и его подводные камни
Одной из ключевых задач «Уэбба» действительно является изучение планетных систем и потенциальных колыбелей жизни. Основной инструмент для этого — трансмиссионная спектроскопия. Звучит сложно? Давайте разберемся. Представьте, что экзопланета проходит перед своей звездой (это называется транзит). Свет звезды пронизывает атмосферу планеты насквозь, прежде чем достичь телескопа. Разные газы в атмосфере поглощают свет на определенных длинах волн, оставляя уникальные «отпечатки пальцев» в спектре звездного света. Анализируя эти «провалы» в спектре, ученые могут определить химический состав атмосферы.
В теории, это мощнейший метод. На практике же — сплошные трудности. Во-первых, сам свет родительской звезды — это не чистый фон, а источник шума и помех. Он может искажать слабые сигналы от атмосферы планеты, особенно если звезда активная. Во-вторых, извлечь и правильно интерпретировать данные — задача не из легких. Мы имеем дело с невероятно слабыми сигналами, прошедшими через гигантские расстояния.
Идеальные цели? Не совсем… Проблема красных карликов
Чтобы максимизировать шансы на успех, «Уэбб» часто нацеливается на планеты у красных карликов (М-карликов). Почему? Эти звезды меньше и тусклее нашего Солнца. Когда планета проходит перед таким карликом, она блокирует большую долю его света, и сигнал от ее атмосферы становится относительно сильнее и заметнее для телескопа. Казалось бы, идеальные условия!
Но тут кроется подвох. Красные карлики — ребята с характером. Они гораздо активнее звезд вроде нашего Солнца. Мощные вспышки, гигантские звездные пятна — все это обычное дело для них. Эта бурная активность звезды «загрязняет» спектр, внося помехи, которые могут имитировать или маскировать сигналы от искомых газов в атмосфере планеты. Как отмечают Сигер и ее коллеги, даже в знаменитой системе TRAPPIST-1, где все планеты вращаются вокруг красного карлика, активность звезды серьезно мешает анализу атмосфер. И да, K2-18b — та самая планета из новостей — тоже вращается вокруг красного карлика. Получается палка о двух концах: сигнал сильнее, но и помех больше.
Не ищите иголку, изучайте стог сена
Именно поэтому авторы исследования призывают сместить акцент. Вместо того чтобы гоняться за неуловимой «серебряной пулей» — одним-единственным газом, который кричал бы «Здесь есть жизнь!» — «Уэбб» должен помочь нам построить комплексное понимание экзопланетных атмосфер. Это гораздо более сложная, но и более реалистичная задача.
Ведь что такое спектр? Это, по сути, усредненный сигнал от всей видимой кромки атмосферы планеты, результат сложнейших трехмерных процессов, сведенный к одномерному графику. Интерпретировать его однозначно — все равно что пытаться по одной ноте угадать всю симфонию.
Сигер и ее команда предлагают три ключевых критерия для оценки надежности любой потенциальной биосигнатуры:
- Надежность обнаружения: Сам сигнал — не помеха ли это? Достаточно ли он силен и стабилен?
- Правильность атрибуции: Уверены ли мы, что наблюдаемые спектральные линии принадлежат именно тому газу, о котором мы думаем, а не другому или комбинации других?
- Надежность интерпретации: Насколько достоверны выводы о свойствах планеты (температуре, давлении, общем составе атмосферы), сделанные на основе этих данных? Без понимания контекста даже верно определенный газ может иметь небиологическое происхождение.
Именно по этим трем пунктам, по мнению ученых, «проваливается» нашумевшее обнаружение диметилсульфида (ДМС) на K2-18b. Сигнал слаб, его атрибуция спорна, а интерпретация в контексте всей планетарной системы пока преждевременна.
Отрезвляющий вывод… но не конец истории
Вывод статьи звучит довольно резко: «Мы приходим к отрезвляющему осознанию того, что с помощью JWST мы, возможно, никогда не сможем с полной уверенностью заявить об открытии биосигнатурного газа в атмосфере экзопланеты».
Означает ли это, что надежды нет, и «Уэбб» нас разочарует? Вовсе нет. Просто его роль, возможно, иная, чем рисовалась в самых смелых мечтах. «Уэбб» — это не волшебная палочка для поиска инопланетян, а невероятно мощный инструмент для фундаментального изучения далеких миров.
Каждое наблюдение, каждый полученный спектр, даже если он не содержит однозначных признаков жизни, — это бесценный вклад в наше понимание того, какими бывают планеты за пределами Солнечной системы, как формируются и эволюционируют их атмосферы. «Уэбб» собирает данные, которые помогут откалибровать наши модели, научиться лучше отделять сигналы от шума, понять весь спектр возможных абиогенных (не связанных с жизнью) процессов, которые могут имитировать биосигнатуры.
Телескоп «Джеймс Уэбб», без сомнения, останется флагманом этой захватывающей эры открытий. Он делает первые, но невероятно важные шаги на пути к ответу на вечный вопрос «Одиноки ли мы?». И пусть он, возможно, не даст нам окончательного ответа сам, он закладывает фундамент для будущих миссий, которые, опираясь на его наследие, смогут заглянуть еще дальше и, возможно, однажды увидят то, что пока остается за гранью наших возможностей. Поиск продолжается, и «Уэбб» — наш самый зоркий глаз в этом великом космическом путешествии.