Нова система телескопів допоможе у пошуках позаземного життя

Міжнародна група астрономів під керівництвом Цзяня Ге з Шанхайської астрономічної обсерватори Китайської академії наук разом із колегами з Іспанії запропонувала нестандартний підхід до пошуку життя за межами Сонячної системи. Замість будівництва єдиного 30-метрового космічного телескопа вчені пропонують розгорнути мережу з 900 однометрових апаратів. Препринт дослідження опубліковано на сервісі arX­iv.

Пошук ознак життя в атмосферах екзопланет земного типу — одне з найскладніших завдань сучасної астрономії. За понад три десятиліття вченим вдалося підтвердити існування понад 6000 екзопланет, однак виявити новий світ — лише половина справи. Значно важче зрозуміти, чи є на ньому умови для існування життя. Для цього потрібно проаналізувати склад атмосфери планети, вловивши спектральні сліди газів — кисню, озону чи водяної пари. Для планети земного типу, що обертається навколо зірки, схожої на Сонце, цей сигнал становить приблизно одну частину на мільйон.

Щоб накопичити достатньо даних, астрономи зазвичай вдаються до багаторазових спостережень. Для газових гігантів, які облітають свою зірку за кілька днів, цей метод працює чудово. Проте планети земного типу здійснюють один оберт лише раз на рік. Аби зібрати необхідну кількість фотонів за такий обмежений час, потрібен телескоп із дзеркалом діаметром близько 30 метрів. Для порівняння: дзеркало «Джеймса Вебба» має діаметр лише 6,5 метра, а його створення тривало десятиліттями. Одному телескопу для отримання достатніх даних про атмосферу екзопланети земного типу знадобилося б не менше десяти років спостережень.

Концепція Life 2.0, яку запропонували дослідники, передбачає розгортання 900 однометрових телескопів, кожен із яких оснащений мініатюрним хвилеводним спектрографом і надчутливим CMOS-сенсором. Усі апарати одночасно спостерігатимуть за транзитом однієї й тієї самої планети, а здобуті дані об’єднуватимуться в єдиний масив. Фактично система функціонуватиме як одне 30-метрове дзеркало, однак без необхідності його фізичного створення.

Головна перевага такого підходу — можливість серійного виробництва. Будівництво монолітного 30-метрового дзеркала є надзвичайно ризикованим, складним і тривалим проєктом. Натомість 900 ідентичних модулів із легкими дзеркалами з карбіду кремнію можна виготовляти на потоковій лінії. Хвилеводні спектрографи для системи також вже не є суто теоретичною розробкою: на сьогодні існують дослідні зразки з ефективністю від 40 до 66%.