Крупнейший из когда-либо созданных человеком космических телескопов, JWST, уже этой осенью приступит к работе. Он не просто заменит устаревший телескоп «Хаббл», но и значительно расширит наши представления о Вселенной. По результатам моделирования, проведенного американскими астрономами, этот научный инструмент сможет оперативно выявлять биосигнатуры в атмосферах экзопланет.
Соответствующая научная публикация с подробным изложением выполненных расчетов будет доложена на следующей неделе в ходе Апрельской встречи Американского физического общества ( APS). Текст статьи пока не опубликован, но доступно краткое содержание доклада, который проведет аспирантка Университета штата Огайо Каприс Филлипс ( Caprice Phillips). Она же выступила ведущим автором работы.
По оценкам специалистов из компании Phillips, для получения достаточно точных данных космическому телескопу Джеймса Уэбба потребуется ( JWST) потребуется десять оборотов. При этом, учитывая, что его предполагаемая гало-орбита расположена вокруг точки Лагранжа L2 системы Солнце-Земля имеет период около шести месяцев, получается срок в пять лет. Но за столь ограниченным числом объектов такому важному инструменту никто не даст спокойно наблюдать, поэтому время сбора необходимых данных можно смело увеличивать вдвое.
Чтобы оценить, сколько времени потребуется человечеству для обнаружения признаков жизни за пределами нашей планеты, Филлипс применила методы моделирования. Она использовала специализированное программное обеспечение для имитации наблюдений за семью мини-нептунами – газовыми карликами, gas dwarf planets) тремя спектрометрами JWST. При разработке модели были учтены разнообразные нюансы, включая облачность планет, концентрацию искомых газов в атмосферах исследуемых объектов и особенности их взаимодействия, а также относительный молекулярный вес биомаркеров.
Поиск телескопа направлен на обнаружение аммиака, который рассматривается как наиболее вероятный признак существования жизни. Мини-нептуны были выбраны в качестве удобного примера планет, в атмосферах которых, по мнению астрономов, может существовать примитивная жизнь. Эти планеты не встречаются в Солнечной системе, поэтому их наблюдение позволит получить значительный объем новых данных. Кроме того, это один из наименьших классов планет, вращающихся вокруг других звезд, которые можно различить с помощью оптического телескопа, даже если он обладает высокой мощностью, как JWST.
Сложившееся впечатление может создать ощущение, будто авторы таких публикаций как бы распределяют ресурсы, которые еще не находятся в их распоряжении: астрономы пытаются спрогнозировать, какие данные они получат с еще не запущенного космического аппарата. Однако на практике подобные исследования имеют важное значение для разработки плана будущих работ. Время наблюдений с наземных телескопов распределяется на годы вперед, не говоря уже об уникальных космических приборах. Чтобы претендовать на получение необходимых данных, желательно заранее обосновать ценность таких наблюдений.
Нельзя ожидать, что каждый космический аппарат будет работать так же долго, как «Хаббл». Особенно учитывая, что «Джеймс Уэбб» обладает конструктивными особенностями, которые существенно сокращают его потенциальный срок службы. Телескоп займет нестабильную гало-орбиту, расположенную вокруг точки Лагранжа L2 системы Земля-Солнце, в полутора миллионах километров от планеты. Чтобы ее поддерживать, ему придется регулярно включать двигатели коррекции. К тому же для повышения разрешающей способности инфракрасных спектрометров их нужно охлаждать до температуры, которая всего на шесть градусов выше абсолютного нуля, сжиженным гелием. А его запасы не бесконечны.