Представьте: где-то в глубинах космоса, на расстоянии сотен световых лет от нас, вокруг далекой звезды крутится планета. На ней может быть вода, атмосфера, а возможно — и жизнь. Еще недавно это звучало как научная фантастика. Но сегодня космический телескоп «Джеймс Уэбб» превратил поиск таких миров в реальность.
За три года работы этот гигантский космический «глаз» уже перевернул наше представление о том, что творится за пределами Солнечной системы. Но как именно он ищет планеты? И насколько мы близки к открытию настоящей «второй Земли»?
Охотник за мирами
Джеймс Уэбб — не первый телескоп, который охотится за экзопланетами. До него этим занимался «Кеплер», обнаруживший тысячи далеких миров. Но Уэбб работает совсем по-другому. Если «Кеплер» просто находил планеты, то Уэбб их изучает — заглядывает в их атмосферы, определяет температуру, ищет признаки того, что там может существовать жизнь.
Секрет в том, что Уэбб видит в инфракрасном диапазоне. Это как специальные очки, которые позволяют разглядеть то, что скрыто от обычного зрения. Планеты светят именно в инфракрасном свете — не ярко, как звезды, но достаточно для такого чувствительного инструмента.
С 1 сентября 2022 года «Джеймс Уэбб» получил первые прямые снимки экзопланеты — газового гиганта HIP 65426 b. С тех пор список его открытий только растет.
Как поймать невидимое
Найти планету возле далекой звезды — задача почти невозможная. Представьте, что вы пытаетесь разглядеть светлячка, который летает вокруг прожектора, находясь при этом в другом городе. Примерно так выглядит поиск экзопланет.
У Уэбба есть несколько способов решить эту головоломку:
Транзитный метод — самый популярный. Телескоп следит за звездой и ждет, когда планета пройдет по ее диску. В этот момент яркость звезды чуть-чуть падает — буквально на доли процента. Уэбб анализирует свет звезды, проходящий через атмосферу экзопланеты, и по изменениям в спектре определяет, из чего состоит атмосфера планеты.
Прямая съемка — гораздо сложнее, но зато информативнее. В октябре 2024 года Уэбб сделал историческое открытие: напрямую сфотографировал самую маломассивную экзопланету AF Lep b, находящуюся в 88 световых годах от Земли.
Метод лучевых скоростей — планета своим притяжением заставляет звезду слегка покачиваться. Эти микроскопические движения можно засечь по изменению спектра звездного света.
Что мы уже нашли
За короткое время работы Уэбб обнаружил десятки новых экзопланет и детально изучил еще больше уже известных. Вот самые интригующие находки:
- Планета с асимметричной атмосферой
WASP-107b с температурой около 890 градусов по Фаренгейту оказалась настоящей загадкой. У нее одна сторона горячее другой, а атмосфера устроена совсем не так, как ожидали ученые. - Миры возле белых карликов
Уэбб запечатлел газовые гиганты, обращающиеся вокруг белых карликов — будущей формы нашего Солнца. Это дает представление о том, что произойдет с планетами нашей системы через миллиарды лет. - Планета с вулканами
На суперземле недалеко от Солнца Уэбб обнаружил признаки активного вулканизма и возможную атмосферу с серой. Это первый случай, когда удалось засечь геологическую активность на экзопланете. - Потенциальные признаки жизни
Самая громкая находка — субнептун K2-18b в 124 световых годах от Земли, где обнаружили диметилсульфид и диметилдисульфид — вещества, которые на Земле производят только водоросли.
В поисках второй Земли
Но что мы на самом деле ищем, когда говорим о «второй Земле»? Планету, где есть жизнь? Или планету, где жизнь могла бы появиться?
Астрономы составили целый список требований к «обитаемой» планете:
- Правильное расстояние до звезды — не слишком близко (как на Венере), не слишком далеко (как на Марсе). В этой «зоне Златовласки» вода может существовать в жидком виде.
- Подходящий размер — слишком маленькая планета не удержит атмосферу, слишком большая станет газовым гигантом.
- Защитное магнитное поле — без него атмосферу сдует звездным ветром.
- Стабильная звезда — красные карлики часто выдают мощные вспышки, которые могут стерилизовать планету.
Пока что идеальных кандидатов не нашлось. Но есть интересные варианты. Недавно Уэбб обнаружил потенциального экзогиганта в обитаемой зоне Альфа Центавра А — ближайшей солнцеподобной звезды. Правда, это газовый гигант, но у него могут быть спутники, подходящие для жизни.
Химические детективы
Уэбб впервые напрямую обнаружил углекислый газ в атмосферах экзопланет. Это может показаться не слишком захватывающим, но для астрономов это революция. Углекислый газ — один из ключевых индикаторов того, как формируются планетные системы.
А дальше — интереснее. Ученые ищут в атмосферах далеких планет:
- Водяной пар — основа жизни в том виде, в котором мы ее знаем
- Кислород — на Земле его производят растения и водоросли
- Метан — может указывать на биологические процессы
- Озон — защищает от ультрафиолета
Самое захватывающее: Уэбб может обнаружить одновременно кислород и водяной пар в атмосфере одной планеты. Такая комбинация была бы сильнейшим аргументом в пользу существования жизни.
Разочарования и сюрпризы
Но не все идет гладко. Недавно Уэбб не смог подтвердить существование экзопланет у звезды Эпсилон Эридана, хотя другие телескопы их «видели». Космос полон сюрпризов, и то, что казалось очевидным, оказывается ложным следом.
Зато иногда случаются неожиданные открытия. Уэбб обнаружил субюпитер у молодой звезды TWA 7, возраст которой всего 6,4 миллиона лет. Это помогает понять, как быстро могут формироваться планетные системы.
Что дальше?
Уэбб работает всего три года из запланированных десяти, но ученые уже думают о том, как эффективнее использовать оставшееся время. На очереди — изучение атмосфер десятков потенциально обитаемых миров.
Через несколько лет к Уэббу присоединятся наземные телескопы нового поколения — ELT и TMT. Вместе они смогут не только находить планеты, похожие на Землю, но и детально изучать их атмосферы, искать сезонные изменения, следы погодных явлений.
А в 2030-х годах NASA планирует запустить космический телескоп Nancy Grace Roman, который будет специализироваться именно на поиске экзопланет. Его возможности в разы превысят то, что может сегодня Уэбб.
Когда найдем вторую Землю?
Честный ответ: никто не знает. Может, завтра Уэбб обнаружит планету с явными признаками жизни. А может, потребуются десятилетия поисков.
Но одно ясно: мы живем в удивительное время. Впервые в истории человечества у нас есть инструменты, способные ответить на вопрос, одиноки ли мы во Вселенной. И каждое новое открытие Джеймса Уэбба приближает нас к этому ответу.
Возможно, когда-нибудь в будущем дети будут изучать в школе не только планеты Солнечной системы, но и далекие миры с экзотическими названиями, где идет дождь из стекла, дуют ветра со скоростью 2000 км/ч, или — кто знает — растут инопланетные леса под светом чужих звезд.
Подписывайтесь на наш телеграм канал, там еще больше науки и лайфхаков! https://t.me/science_wtf