После первого полного календарного года работы астрономы используют зонд для поиска жизни на тысячах недавно открытых планет.

Существует далекий мир, где кристаллы кварца плавают над обжигающе горячей, плотной атмосферой. Испаренные песчинки, а не капли воды, образуют облака, которые заполняют небо на Wasp-107b, планете в 1300 световых годах от Земли.

Затем есть GJ1214, планета саун. Обладая массой, в восемь раз превышающей массу Земли, он вращается вокруг своей родительской звезды на расстоянии, составляющем одну семидесятую расстояния между Землей и Солнцем, и, по-видимому, покрыт густой атмосферой, содержащей огромное количество пара.

Или есть гигантские планеты размером с Юпитер в туманности Ориона, которые были обнаружены свободно плавающими в космосе, миры-изгои, которые, по-видимому, не связаны ни с одной родительской звездой – к недоумению астрономов.

Эти странные, удаленные планеты не могли бы быть более разнообразными или резко отличаться друг от друга — хотя у них есть одна общая черта. Их чудеса теперь открываются космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST).

Запущенная на Рождество 2021 года роботизированная обсерватория стоимостью 10 миллиардов долларов в настоящее время преобразует наши знания о планетах нашей галактики.

JWST состоит из 6,5-метрового позолоченного зеркала, солнцезащитного козырька размером с теннисный корт и множества сложных приборов, охлаждаемых до температуры всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Эти особенности позволяют телескопу наблюдать небеса в инфракрасном излучении, раскрывая детали Вселенной сразу после ее рождения в результате Большого взрыва 13,8 млрд лет назад, а также изображения звезд, рождающихся в пылевых облаках.

Однако JWST преподносит науке еще один подарок – инфракрасное излучение также оказывается идеальным для изучения внесолнечных планет, или экзопланет, поскольку известны миры, вращающиеся вокруг других звезд. Таким образом, телескоп запускает астрономическую революцию.

На протяжении веков единственными планетами, известными людям, были те немногие, которые мы могли видеть в нашей солнечной системе. Но было ли семейство солнца типичным, задавались вопросом ученые? Много ли планет в других частях галактики или они редки? Эти вопросы имели решающее значение, поскольку последний сценарий – космическая малочисленность планет – означал бы, что внеземная жизнь, вероятно, также будет редкой.

Проблема для астрономов заключалась в том простом факте, что звезды очень яркие, но планеты намного меньше и намного тусклее, и их невозможно было обнаружить рядом с их блестящими небесными родителями. Только в конце прошлого века новое поколение высокочувствительных камер, установленных на телескопах и орбитальных обсерваториях, смогло точно определить небольшие затемнения, вызванные экзопланетами, когда они проходят перед звездами.

Ранней целью астрономов, использующих JWST, была Trappist-1, маленькая холодная звезда типа, известного как красный карлик. В сорока световых годах от Земли находится семейство из семи небольших скалистых миров, три из которых расположены в регионе, известном как обитаемая зона. Здесь условия не слишком жаркие и не слишком холодные, чтобы вода не могла существовать в жидком виде, что является основным условием для процветания жизни, говорят астробиологи.

Однако анализы – с использованием JWST – двух самых внутренних планет звезды, Trappist-1b и Trappist-1c, показали, что у них либо нет атмосферы, либо она очень тонкая. В настоящее время планируются дальнейшие исследования JWST остальной части системы.

Однако одна особая проблема действительно влияет на исследования звезд, подобных Trappist-1. Красные карлики пятнистые. Это может звучать не как терминальное состояние, но оно имеет серьезные последствия, добавил Барстоу. «На нашем собственном солнце есть солнечные пятна, которые связаны с интенсивной солнечной активностью, но их относительно немного. Напротив, на Trappist-1 есть десятки пятен, которые постоянно меняются, и из-за этого очень трудно отличить их от особенностей атмосферы планеты. Система Trappist-1 не собирается так легко выдавать свои секреты».

В конечном счете, астрономы, использующие JWST для поиска признаков внеземной жизни, ищут набор биологических маркеров, известных как Большая четверка: кислород, углекислый газ, вода и метан. Их присутствие в атмосфере экзопланеты было бы явным признаком того, что там существует какая-то жизнь.

«Однако точные пропорции могут варьироваться», — сказал Биркби. «Атмосфера Земли на 21% состоит из кислорода, но 2,5 миллиарда лет назад, когда кислорода было бы очень мало, все было бы совсем по-другому. Великое окисление, которое произошло, когда цианобактерии в океанах начали производить кислород посредством фотосинтеза, еще не началось. Однако в то время на Земле все еще существовала жизнь».

Жизнь космического телескопа Джеймса Уэбба обещает быть интригующей – и продолжительной. Полет JWST на ракете Ariane 5 со стартовой площадки Европейского космического агентства в Куру во Французской Гвиане до ее нынешнего положения на орбите вокруг Солнца был почти безупречным. Обсерватория использовала очень мало топлива, чтобы маневрировать в точном заданном местоположении – и это означает, что телескоп сможет ориентироваться гораздо дольше, чем предполагалось. Космические инженеры подсчитали, что ожидаемый 10-летний срок службы JWST может быть удвоен.

«Во многих отношениях это очень хорошая новость», — сказал профессор астронома Стивен Уилкинс из Университета Сассекса. «Теперь мы сможем сделать гораздо больше научных открытий. Однако с годами телескоп будет разрушаться из-за попадания в него метеоритов и космических лучей. Это будет медленно ухудшать его характеристики, поэтому мы должны максимально использовать его, пока он работает в условиях, близких к оптимальным».

Похожие записи:

Планета, где идет песчаный дождь, обнаружена телескопом НАСА Космический кофе: Аппарат НАСА сделал уникальную фотографию поверхности Юпитера Телескоп «Хаббл» зафиксировал радикальные изменения в атмосфере планет Солнечной системы НАСА заявляет, что на далекой экзопланете может быть редкий водный океан и возможный намек на жизнь «Это удивительно», — ученые проанализировали темную пыль с астероида Бенну возрастом 4,6 миллиарда лет