Оказалось, что уже существующие телескопы землян могут заметить следы деятельности внеземных цивилизаций, если те занимаются «терраформированием» своих планет с помощью особых, модифицирующих климат газов.
Исследователи из США попробовали рассчитать, насколько земные телескопы способны заметить следы суперпарниковых газов в атмосфере других планет. Согласно их выводам, представленным в издании Astrophysical Journal, это вполне реально — если инопланетяне занимаются улучшением климата других планет и при этом те расположены достаточно близко к своим звездам.
«Для нас (видимо, ученый имеет в виду США. — Прим. ред.) эти газы плохи, потому что мы не хотим усиливать потепление. Но они хороши для цивилизаций, которым может быть нужно остановить надвигающийся ледниковый период или терраформировать непригодную для комфортной жизни планету их системы — как это предлагалось людьми для Марса», — отметил ведущий автор новой научной работы Эдуард Швитерман (Edward Schwieterman) из Калифорнийского университета в Риверсайде.
Под «этими газами» исследователи понимают суперпарниковые газы: элегаз (SF6), гексафторэтан (C2F6), октафторпропан (C3F8), тетрафторид углерода (CF4) и трифторид азота (NF3). Практически все эти молекулы обладают высокой живучестью в природных условиях (до полусотни тысяч лет в случае элегаза), что дает им очень длительный цикл работы — в отличие от углекислого газа, быстро «вымываемого» из атмосферы в земных и некоторых иных условиях.
Еще подобные газы очень хорошо поднимаются при конвекции даже среди более легких молекул. Без этого качества они скапливались бы у поверхности планеты и не могли эффективно удерживать тепло.
Все эти соединения отличает то, что они практически не формируются в природе — то есть могут быть надежными маркерами технологической цивилизации. Например, они есть в земной атмосфере, куда попадают из холодильной и иной техники. К сожалению, их концентрации в нормальных условиях сравнительно низки, так что из космоса такие газы трудно заметить уже с нескольких световых лет.
Однако, если внеземная цивилизация захочет улучшить свою планету, сделав климат теплее, ситуация резко изменится. Концентрации суперпарниковых газов могут подняться даже до одной части на миллион и выше. Еще более высокие концентрации возникнут, если инопланетяне возьмутся переделывать под себя планету, исходно слишком холодную для жизни — что-то наподобие терраформирования Марса, давно предложенного земными учеными. В этом случае поглощение подобными газами излучения из средней части ИК-диапазона (8-12 мирометров) будет особенно сильным.
Чтобы выяснить, можно ли будет увидеть его с больших дистанций, авторы нового исследования рассчитали время наблюдений, после которого земные астрономы могли бы заметить такие газы в атмосфере планеты Траппист-1 f (в нескольких десятках световых лет от нас). Ее так называемая равновесная температура — то есть такая, что она имела бы без атмосферы — всего −54,2 ± 4,2 °C, что близко к современным средним температурам Марса.
Следовательно, она может быть примером достаточно холодной планеты в системе красного карлика — настолько холодной, чтобы требовать терраморфирования. По расчетам ученых, это вполне реальная задача для телескопов нашей эпохи. Причем их даже не придется как-то специально нацеливать именно на такие поиски: простое наблюдение за ИК-спектром интересующих нас систем предоставит достаточно данных, чтобы найти свидетельства терраформирования.
Правда, отметим, что конкретно Траппист-1 f может и не нуждаться в суперпарниковых газах, поскольку у нее низкая средняя плотность. То есть у нее возможна и своя плотная атмосфера с сильным парниковым эффектом, делающая планету потенциально обитаемой и без технологического воздействия.
У новой научной работы есть и ряд ограничений. Ее выводы вполне применимы только к таким разумным видам, что существуют в привычных для нас температурах. Если их биохимия принципиально иная, потепление на колонизируемых небесных телах может не входить в их планы.
Другая проблема: такие суперпарниковые газы легко выявить транзитным методом, когда нужная планета регулярно проходит между диском своей звезды и Землей, причем делает это на небольшом расстоянии от своего светила. Так, Траппист-1 f вращается примерно в шести миллионах километрах от своей звезды — в 30-40 раз ближе, чем Марс к Солнцу.
Значит, земные телескопы будут легко видеть «улучшаемые» планеты в системах красных карликов, где они достаточно близки к своим звездам. И весьма плохо — в системах вроде Солнечной, где звезды — это более яркие желтые карлики, отчего зона обитаемости лежит существенно дальше от светила. В то же время это не только минус, но и плюс. Если в нашей системе начнется терраформирование Марса, астрономы других разумных видов испытают большие трудности с быстрой фиксацией этого факта.