Существующие земные телескопы способны обнаружить признаки деятельности внеземных цивилизаций, если они изменяют климат своих планет с помощью специальных газов, используемых при «терраформировании.
Американские ученые провели расчеты, чтобы определить, смогут ли земные телескопы обнаружить признаки суперпарниковых газов в атмосферах других планет. Как следует из их результатов, опубликованных в Astrophysical Journal, это возможно, при условии, что внеземные цивилизации занимаются терраформированием других миров и эти планеты находятся на относительно близком расстоянии от своих звезд.
«По мнению Эдуарда Швитермана (Edward Schwieterman), ведущего автора новой научной работы из Калифорнийского университета в Риверсайде, для США эти газы нежелательны, поскольку они способствуют усилению потепления. Однако они могут быть полезны цивилизациям, которым потребуется предотвратить наступление ледникового периода или изменить климат планеты, непригодной для комфортного существования, например, как предлагалось для Марса.
Под «этими газами» исследователи подразумевают суперпарниковые газы, такие как элегаз (SF6), гексафторэтан (C2F6), октафторпропан (C3F8), тетрафторид углерода (CF4) и трифторид азота (NF3). Эти молекулы характеризуются высокой устойчивостью в окружающей среде (до нескольких десятков тысяч лет для элегаза), что обуславливает их продолжительный эффект в атмосфере, в отличие от углекислого газа, который быстро удаляется из нее под воздействием природных процессов.
Данные газы также обладают способностью к эффективному подъему посредством конвекции, даже среди менее тяжелых молекул. Если бы у них не было этого свойства, они бы концентрировались у поверхности планеты и не смогли бы эффективно сохранять тепло.
Эти соединения уникальны тем, что они почти не встречаются в естественной среде — это делает их потенциально ценными индикаторами деятельности технологической цивилизации. Они обнаруживаются в земной атмосфере, поступая туда из холодильного и другого оборудования. Однако, в обычных условиях их концентрация невелика, что затрудняет их обнаружение из космоса даже на небольших расстояниях, измеряемых световыми годами.
В случае, если внеземная цивилизация решит изменить климат своей планеты, сделав его более теплым, картина существенно трансформируется. Концентрация суперпарниковых газов может достигать даже одной миллионной доли и превышать этот показатель. Еще более высокие концентрации могут возникнуть, если инопланетяне начнут адаптировать планету к своим потребностям, превращая ее, например, из изначально слишком холодной для жизни — подобно концепции терраформирования Марса, разработанной земными учеными. В таком сценарии поглощение этих газов излучения, попадающего в среднюю часть инфракрасного спектра (8-12 микрометров), станет особенно интенсивным.
Для оценки видимости объекта с больших расстояний, исследователи определили, сколько времени потребуется земным астрономам для обнаружения газов в атмосфере планеты Траппист-1 f, расположенной на расстоянии нескольких десятков световых лет от Земли. Равновесная температура этой планеты, то есть температура, которую она имела бы без атмосферы, составляет −54,2 ± 4,2 °C, что сопоставимо с современными средними температурами на Марсе.
Таким образом, этот экзопланета может являться образцом достаточно холодной планеты в системе красного карлика, что может потребовать терраформирования. По мнению ученых, решение этой задачи вполне возможно для телескопов нынешнего поколения. Более того, для ее решения не потребуется специальный поиск: наблюдение за инфракрасным спектром интересующих нас звездных систем предоставит достаточно информации для обнаружения признаков терраформирования.
Вполне вероятно, что Траппист-1 f не требует наличия суперпарниковых газов, учитывая ее низкую среднюю плотность. Это означает, что у нее может существовать плотная атмосфера, создающая выраженный парниковый эффект, что делает планету потенциально обитаемой даже без вмешательства технологий.
У новой научной работы также присутствуют определенные ограничения. Сделанные в ней выводы применимы исключительно к разумным видам, существующим в условиях, близких к знакомым нам температурам. В случае, если биохимия этих видов существенно отличается, повышение температуры на колонизируемых небесных телах может быть им не интересно.
Существенная сложность заключается в том, что эти суперпарниковые газы относительно легко обнаруживаются с помощью транзитного метода. Это возможно, когда планета периодически проходит между диском своей звезды и Землей, находясь при этом на небольшом расстоянии от своего светила. Например, планета TRAPPIST-1 f вращается на расстоянии около шести миллионов километров от своей звезды, что в 30-40 раз меньше, чем расстояние от Марса до Солнца.
Земные телескопы смогут легко обнаружить «улучшенные» планеты в системах красных карликов, поскольку они находятся достаточно близко к своим звездам. Ситуация сложнее в системах, подобных Солнечной, где звезды — более яркие желтые карлики, и зона обитаемости расположена на значительно большем расстоянии от звезды. Однако это обстоятельство имеет и положительные стороны: если в нашей системе будет начат процесс терраформирования Марса, астрономы других разумных видов столкнутся с трудностями при быстром подтверждении этого события.