Полювання на інопланетян - вельми модне і зовсім не ганебне захоплення. За останні кілька років астрономи виявили тисячі планет за межами Сонячної системи, припускаючи, що галактика буквально наповнена світами - принаймні у кожної зірки є в середньому хоча б одна планета. Існування безлічі планет підвищує шанси на те, що хоча б на одній з них буде життя - і, можливо, десь існує «двійник» Землі, що робить полювання на інопланетян добросовісної науковою діяльністю.
«Тепер ми готові зробити перехід від« чи є там планети? »До« чи є життя на цих планетах? », - каже Нік Зіглер, головний технолог програми з вивчення екзопланет NASA. - Це величезний зсув в мисленні NASA на тему пошуку життя і розвитку планетарної науки ».
Проблема в тому, що виявити життя за мільйони кілометрів не так просто, як здається, особливо якщо вона не розумна.
Одна з технологій, яка могла б допомогти вченим досягти своєї мети, це, на перший погляд, неймовірна штуковина під назвою Starshade. Це свого роду гігантський космічний парасольку, спроектований, щоб блокувати світло зірки, що дозволить телескопу розгледіти планету на її орбіті - і, можливо, виявити ознаки інопланетного життя.
«Якщо ми хочемо знайти справжнього близнюка Землі в найближчому майбутньому - в наступні десять-двадцять років - тоді так, нам дійсно потрібно зробити Starshade», - говорить Сара Сігер з Массачусетського технологічного інституту.
Справа в тому, що зірка типу Сонця буде в 10 мільярдів разів яскравіше планети розміром із Землю. Єдина надія астрономів поглянути на хоча б проблиск життя - на зразок тих чи інших форм мікроорганізмів - це заблокувати світло такої зірки, дозволивши телескопу безпосередньо поглянути на планету. Ця стратегія в корені відрізняється від основного методу пошуку планет, яким поки користуються астрономи.
Оскільки планети такі далекі і тьмяні, астрономи вивчають їх в основному опосередковано - наприклад, виявляючи провали в світлі зірок, коли планета проходить перед своєю зіркою, або вимірюючи то, як погойдується зірка під дією сили тяжіння планети. Однак мисливцям на інопланетян потрібна нова тактика.
Вчені сподіваються ідентифікувати гази в атмосфері планети, а разом з ними і хімічні речовини, які вказали б на присутність життя - на зразок кисню, з якого на 20% складається атмосфера Землі.
«Без життя - рослин або фотосинтезирующих бактерій - у нас би не було практично ніякого кисню», - каже Сігер. Саме тому кисень знаходиться в числі найбільш багатообіцяючих біосигнатура. Але життя на Землі виробляє всі види газів, і інопланетне життя може бути ще більш різноманітною. Завдання полягає у визначенні того, мають ці хімічні речовини біологічне походження чи ні.
Незважаючи на те, що ніхто поки не знайшов жодних ознак позаземного життя, астрономи вже «відчули» щось схоже в атмосферах деяких планет. Коли планета проходить перед своєю зіркою, світло зірки проходить через газоподібний шар, обертається планету. Молекули в атмосфері поглинають особливі довжини світла в залежності від свого хімічного складу. Вимірюючи, які довжини хвиль були поглинені, астрономи можуть визначити і гази.
Саме тому астрономи начебто Сігер хочуть зробити Starshade реальністю.
Starshade запускається з телескопом і, досягаючи призначеної позиції в глибокому космосі, розгортається в діаметрі до 34 метрів. Пелюстки цього «квітки» прибиратимуть ефекти дифракції, коли хвилі світла огинають краю парасольки і виробляють небажані відблиски. Парасолька і телескоп будуть розділені 50 000 кілометрів - це майже в чотири рази більше діаметра Землі.
Чи варто говорити, що це буде нелегко. Але вчені вивчають варіанти реалізації цієї ідеї, експериментуючи в пустелі з використанням лампи, моделі Starshade і камери. Джеремі Касдін з Прінстонського університету, один з лідерів проекту Starshade, проводить лабораторні випробування з мініатюрною моделлю пристрою - установка розтягується на 78 метрів з моделлю Starshade п'яти сантиметрів завширшки.
Але Starshade не єдиний спосіб заблокувати зоряне світло. Її запуск може збігтися з WFIRST, космічним телескопом наступного покоління, який заплановано оснастити коронограф, який блокуватиме зоряне світло зсередини телескопа. «Ми хочемо підійти з багатьох сторін, на випадок якщо одна не спрацює», - говорить Зіглер.
Коронограф - це добре перевірена технологія, розроблена ще в 1930-х роках для вивчення зовнішніх шарів Сонця, тобто корони - і він також може допомогти в пошуку близнюка Землі. Але, як каже Зіглер, технологія поки не готова для цього.
Коронограф складні і тендітні інструменти, що робить їх уразливими для тепла Сонця і вібрацій від таких моментів, як реакція коліс, використовуваних для орієнтації космічного апарату. Все, що може зруйнувати крихке налаштовані інструменти, дозволить зоряному світлі потрапити в камеру і порушити спостереження. Деформуємі дзеркала могли б звести нанівець ряд порушень, але сучасні системи поки не можуть вихопити планету розміром з Землю з зоряного світла.
Але з Starshade, однак, зоряне світло взагалі не потрапить в телескоп. Все, що потрібно, це відносно простий і невеликий телескоп, який дешево і просто будувати. Можливо також, що Starshade не знадобиться власний телескоп і система обійдеться WFIRST.
У той же час полювання на близнюка Землі в повному розпалі. «Можна отримати багато класної науки, вивчаючи планети самих різних розмірів, але, врешті-решт, багато хто з нас хотіли б знайти планету типу Землі», - каже Касдін. Якщо це станеться, обов'язково виникне питання, населена вона - і Starshade може бути нашим кращим зброєю в цьому полюванні.