Не проходит и недели, чтобы мы не услышали о новой, потенциально пригодной для жизни экзопланете. Авторы исследований утверждают, что только космический телескоп имени Джеймса Уэбба обладает уникальными инструментами, которые позволяют изучать потенциально обитаемые миры и определять, может ли на них существовать жизнь. Несмотря на то, что «Уэбб» действительно более совершенен, чем другие телескопы, но к сожалению, это не так просто - направить его на звезду и сделать четкий снимок планеты. Два астрофизика НАСА, работающие над одним проектом «Уэбба», объясняли в новом интервью, почему даже этому мощному инструменту будет трудно обнаружить инопланетную жизнь.
Из более чем 5000 известных экзопланет лишь несколько десятков потенциально пригодны для жизни. Эти миры настолько малы, что, скорее всего, они каменистые и достаточно близки к своим звездам и теоретически даже могут иметь жидкую воду. Однако далеко на все миры являются подходящими целями для «Уэбба». По словам Кристофера Старка и Книколь Колон из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, только экзопланеты с транзитными орбитами могут попасть в поле зрения «Уэбба», и существует множество факторов могут негативно влияющих на его способность собирать данные.
Транзитная экзопланета имеет орбиту, которая с нашей точки зрения на Земле проходит перед её звездой. Когда она проходит перед звездой, часть её света фильтруется через атмосферу экзопланеты (если она есть). Чтобы обнаружить этот свет и отличить его от неизменного звездного света, нужен очень чувствительный телескоп, способный наблюдать инфракрасные длины волн – это именно то, на что способен Уэбб. По этим данным можно обнаружить молекулы, важные для жизни, такие как водяной пар, метан и углекислый газ. Затем наличие биосигнатурных молекул, таких как аммиак, фосфин и хлорметан, могло бы указывать на существование жизни в настоящее время.
Даже если планеты имеют правильную орбиту, многочисленные факторы затрудняют определение характеристик атмосферы. Старк и Колон использовали в качестве примера экзопланету LHS 1140 b. Последний анализ порогового значения для обнаружения газов в атмосфере этой суперземли предполагает, что для сбора достаточного количества данных может потребоваться от 10 до 50 транзитов. Это означает 40-200 часов наблюдения, прежде чем телескоп сможет обнаружить биосигнатурные молекулы. Поскольку LHS 1140b не видна круглый год, на сбор достаточного количества данных может потребоваться несколько лет – даже десятилетие.
Кроме того, существует также проблема неблагоприятных погодных условий, которые могут повлиять на любую планету с атмосферой. Плотный облачный покров может скрыть спектр пропускания атмосферы. Аналогично, звездные пятна на родительской звезде могут содержать высокие уровни водяного пара, затрудняя определение наличия воды на планете. «Уэбб» может достичь успеха при изучении так называемых "гицеанских планет", таких как суперземля K2-18 b. Считается, что эти экзопланеты имеют тонкие водородно-богатые атмосферы и жидкие водные океаны. Вскоре «Уэбб» должен будет изучить K2-18b с помощью своих инструментов NIRSpec и MIRI.
Несмотря на то, что «Уэбб» способен изучать экзопланеты более детально, чем другие обсерватории, но для того чтобы телескоп собрал убедительные доказательства жизни или обитаемости, потребуются идеальные условия. Имея дело с бесчисленным количеством экзопланет и почти 20-летним сроком службы, «Уэбб» в конечном итоге сможет найти подходящее сочетание безоблачной атмосферы, идеальной орбиты и спокойной звезды.