На поиски внеземной жизни

Согласно последним открытиям, мы, наверное, не одиноки во Вселенной

National GeographicНаука

На поиски внеземной жизни

Согласно последним открытиям, мы, наверное, не одиноки во Вселенной. Но как найти ни на кого непохожих живых существ и как установить с ними связь?

Текст: Джейми Шрив. Фотографии: Спенсер Лауэлл. Графика: Дана Берри

Разогнанные до одной пятой скорости света с помощью лазерного луча, мощность которого в миллион раз превосходит солнечное излучение, крошечные космические аппараты с наполненными «фотонным ветром» парусами (концепция разрабатывается в рамках проекта Breakthrough Starshot), пролетают у планеты Проксима Центавра b, находящейся в четырех световых годах от Земли.

У себя в офисе на 17-м этаже самого высокого здания Массачусетского технологического института (МТИ) Сара Сигер близка к космосу настолько, насколько это в принципе возможно здесь, в американском Кембридже. Из ее окна в одну сторону открывается вид на деловой центр Бостона на берегу реки Чарльз, а в другую – на парк Фенуэй. Но перед ее внутренним взором раскинулся Млечный Путь и гораздо более далекие галактики.

Сара – астрофизик, изучает экзопланеты, то есть все планеты за пределами Солнечной системы. На доске она записала формулу, которую вывела для оценки вероятности обнаружения там жизни. Под другой доской, исписанной уравнениями, свалено всякое оборудование, среди которого я замечаю колбу с глянцевыми черными обломками.

«Это мы камни плавили», – скупо комментирует Сигер.

Речь Сары отрывиста и монотонна, карие глаза смотрят проницательно. Она объясняет, что встречаются так называемые горячие суперземли, стремительно вращающиеся вокруг звезд, причем так близко, что год пролетает на них меньше, чем за земные сутки. «Эти планеты настолько раскалены, что там, вероятно, плещутся гигантские лавовые озера», – продолжает она. Так вот зачем пришлось расплавить камни!

«Мы измеряли яркость испускаемого лавой света», – подтверждает мою догадку Сара.

Когда в середине 1990-х годов Сигер училась на старших курсах колледжа, науке не было известно о планетах, обращающихся вокруг звезд за часы, или о таких, у которых на это уходит почти миллион лет. Мы ничего не знали о системах двойных звезд или о планетахсиротах, блуждающих в космическом пространстве без материнской звезды. По сути, ученые не могли подтвердить существование ни одной планеты за пределами Солнечной системы, и многие гипотезы о свойствах далеких планет оказались неверны. Первая же из открытых (в 1995 году) экзопланет, 51 Пегаса b, сразу преподнесла сюрприз: она оказалась гигантских размеров и делала полный оборот вокруг материнской звезды всего за 4 дня.

«Уже по 51 Пегаса b можно было предположить, что нас ждут невероятные открытия, – рассуждает Сара. – Этой планеты не должно быть там, где ее нашли».

На сегодня подтверждено существование почти 4 тысяч экзопланет, основную часть которых открыли при помощи космического телескопа «Кеплер», запущенного в 2009-м. Его задачей было обнаружить как можно больше планет, вращающихся вокруг 150 тысяч звезд, лишь в одной крошечной – примерно такой, которую можно прикрыть ладошкой вытянутой руки, – области небесной сферы. Впрочем, главной целью «Кеплера» стал поиск ответа на гораздо более сложный вопрос: много ли во Вселенной мест, где могла зародиться жизнь, или это большая редкость, и поиск иных обитаемых миров безнадежен?

Благодаря «Кеплеру» был получен недвусмысленный ответ: планет больше, чем звезд, причем не менее четверти из них размером с Землю и находятся в зоне обитаемости своих звезд, где не слишком холодно и не слишком жарко для существования жизни. В Млечном Пути как минимум 100 миллиардов звезд, а значит, только в нашей галактике – не менее 25 миллиардов миров, пригодных для появления жизни.

Лазерные лучи исходят от системы антенн Very Large Telescope Европейской южной обсерватории в чилийской пустыне Атакама. Лазеры создают в атмосфере искусственные путеводные звезды, чтобы скомпенсировать отклонения световых лучей, вызванные турбулентными потоками. Этот телескоп – один из тех немногих, что способны получать изображения гигантских экзопланет. Герхард Хюдеполь, европейская южная обсерватория

Неудивительно, что астрономы относятся к «Кеплеру», израсходовавшему топливо в октябре 2018 года, с благоговейным трепетом. «“Кеплер” стал самым большим шагом вперед в познании обитаемых миров со времен самого Коперника», – уверен астрофизик Эндрю Симион из Калифорнийского университета (Беркли). Теперь вопрос не в том, есть ли внеземная жизнь – практически наверняка она существует. Вопрос в том, как нам ее найти?

Когда ученые поняли, что во Вселенной крутится множество планет, поиски жизни усилились. Приток частных средств позволил разработать более гибкую программу исследований с большей долей риска. Ученые из НАСА тоже все больше внимания уделяют поискам следов любых видов жизни в других мирах.

ДЛЯ САРЫ СИГЕР, в 2013 году получившей «грант для гениев» – стипендию Мак-Артура, участие в проекте «Кеплер» стало еще одним шагом к цели всей ее жизни: она мечтает обнаружить похожую на Землю планету на орбите cолнцеподобной звезды. Сегодня она продолжает исследования с помощью космического телескопа TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite, англ. «транзитный спутник экзопланетной съемки»), разработанного в МТИ и запущенного НАСА в 2018-м. Как и «Кеплер», TESS отслеживает небольшие изменения яркости звезд, которые наблюдаются при прохождении – транзите – планеты на фоне диска ее звезды. Этот телескоп сканирует практически весь небосвод, чтобы обнаружить полсотни скалистых экзопланет, похожих на Землю. В будущем «находки» предполагается изучить с помощью более мощных аппаратов, подобных телескопу «Джеймс Уэбб», который НАСА планирует запустить в 2021 году.

На «столе планирования» Сары, который тянется вдоль всей стены в ее офисе, среди множества других вещей лежат полированные каменные шары, представляющие планетарную систему красного карлика, а также модель разработанного Сарой низкозатратного спутника по поиску планет ASTERIA.

С помощью модели астрофизик Сара Сигер из Массачусетского технологического института объясняет суть проекта Starshade, разрабатываемого в Лаборатории реактивного движения НАСА (Пасадина, Калифорния). Развернувшись в космосе, этот аппарат диаметром более 30 метров заблокирует свет от звезд, благодаря чему космический телескоп получит изображение далекой экзопланеты, когда ее отсвет пройдет между лепестками Starshade.

«Я так и не повесила его», – улыбается Сара, разворачивая постер, который наилучшим образом показывает отправную точку ее карьеры. На плакате изображены спектры элементов, похожие на раскрашенные штрихкоды. Каждое химическое вещество поглощает уникальный набор световых волн разной длины (например, мы видим листья зелеными, потому что молекулы хлорофилла в основном поглощают свет в красном и синем диапазонах, а зеленые лучи отражают). Когда Сара только начинала свой путь в науке, ей пришла в голову мысль, что химические вещества в верхних слоях атмосферы транзитных планет могут оставлять спектральные «отпечатки» в проходящем через нее свете материнской звезды. И если в атмосфере такой планеты присутствуют газы, выделяемые в результате жизнедеятельности каких-то организмов, то подтверждение этого факта мы сможем увидеть в планетарном спектре.

«Это очень сложная задача, – объясняет мне Сара. – Представьте, что атмосфера скалистой планеты – это шелуха на луковице, находящейся перед огромным экраном кинотеатра».

Шансы на то, что такая планета вращается вокруг звезды, расположенной настолько близко, чтобы телескоп «Уэбб» уловил достаточно света для определения признаков жизни, чрезвычайно малы. Поэтому большинство ученых, и Сара не исключение, скорее надеются на телескопы следующего поколения. А почти всю стену над «столом планирования» Сары закрывает пластиковая панель в форме гигантского цветка. Это модель своего рода космической заслонки Starshade, которая, работая в паре с TESS, поможет телескопу лучше видеть, закрывая свет «лишних» звезд.

Телескоп НАСА «Джеймс Уэбб» проходит проверку в гигантской криогенной камере в Космическом центре имени Линдона Джонсона (Хьюстон, Техас), где воссозданы условия открытого космоса. Эта существенно превосходящая телескоп «Хаббл» космическая обсерватория будет использоваться для изучения тех звездных скоплений, галактик и планетарных систем, где возможна жизнь. Крис Ганн, НАСА

ДРУГОЙ ОБЛАДАТЕЛЬ «гранта для гениев», Оливье Гийон, не любил спать по ночам: ведь в это время происходит столько интересного! Он рос во Франции в провинции Шампань, и на 11-летие родители подарили сыну небольшой телескоп. По его словам, позже они об этом пожалели: Гийон смотрел на небо ночи напролет, а отсыпался днем на уроках. Когда этого телескопа стало мало, Оливье сам смастерил еще один – побольше. Хотя юному астроному удавалось увеличивать небесные тела, продлить ночь было не в его силах. И тогда Гийон решил почти не спать. Поначалу он чувствовал себя замечательно, но по прошествии недели серьезно заболел и до сих пор вспоминает те времена с содроганием.

Сейчас Оливье Гийону 43, и он работает с очень большим телескопом – на вершине горы Мауна-Кеа на острове Гавайи, где расположено 13 обсерваторий, в одной из которых – «Субару» – установлено 8,2-метровое зеркало, едва ли не самое большое монолитное зеркало в мире. Этот телескоп принадлежит японской Национальной астрономической обсерватории и никак не связан с известной компанией («Субару» – это японское название звездного скопления Плеяды). Благодаря положению на высоте 4205 метров над уровнем моря, с Мауна-Кеа открывается один из самых лучших и четких видов на Вселенную.

«Мы можем “зависнуть” здесь на пару недель и начинаем забывать о земной жизни, – рассказывает Оливье. – Сначала из головы вылетает, какой сейчас день недели, потом забываешь позвонить семье».

Оливье Гийон – один из немногих ученых, способных хотя бы на мгновение увидеть объекты, которые без сконструированного им прибора, дополняющего телескоп, так бы и остались незамеченными – даже на «Субару».

«Очень сложный вопрос: есть ли там жизнь? – рассуждает он, указывая на небо. – И если да, то на что она похожа? Есть ли континенты? Океаны и облака? На все эти вопросы можно ответить, если получится отделить свет планеты от света ее звезды».

Другими словами, нужно увидеть планету. Задача равносильна попытке прищуриться настолько сильно, чтобы различить мошку, кружащую в свете прожектора.

Это кажется невозможным – и пока так оно и есть. Однако Оливье, как и Сара, ждет прорыва с появлением следующего поколения наземных телескопов и того, что с их помощью можно будет сильно-сильно прищуриться. Для этого же Оливье и создал свой аппарат SCExAO (аббревиатура от английского Subaru Coronographic Extreme Adaptive Optics – «коронографическая оптика предельного наведения “Субару”»). Он хотел показать мне устройство в действии, однако из-за отключения электричества обсерватория «Субару» не работала. И тогда Оливье провел меня под 43-метровый купол, укрывающий телескоп. На этой высоте почти вполовину меньше кислорода, чем на уровне моря. Посетители могут воспользоваться кислородом из баллона, но Оливье решил, что я в подпитке не нуждаюсь, и мы отправляемся в путь.

«Недавно я проводил экскурсию для группы ученых, и внезапно одна экскурсантка упала в обморок, – вспоминает Оливье с долей удивления и сожаления. – Я должен был догадаться, что ей стало нехорошо: ведь она вдруг затихла». Я покрепче хватаюсь за поручни и беру на заметку, что надо задавать вопросы.

Наземные телескопы вроде «Субару» оптически гораздо мощнее космических обсерваторий типа «Хаббла». Проблема в том, что никто пока не придумал, как запихнуть зеркало диаметром 8,2 метра в ракету и запустить его в космос. Однако у наземных телескопов есть существенный недостаток – они находятся под многокилометровым слоем атмосферы. Колебания температуры воздуха вызывают непредсказуемые отклонения световых волн, идущих от звезд, которые мы воспринимаем как мерцание.

Авторизуйтесь и читайте статьи из популярных журналов

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как новая Как новая

Корона Анны Иоанновны была изготовлена всего за два месяца

National Geographic, июль'19
Зарубки на носу Зарубки на носу

Говорят, что глаза — «зеркало души», а что можно сказать о носе?

Наука и жизнь, август'19
Одной левой Одной левой

О жизни без ограничений

Огонёк, март'19
Mazda3: Пока держится Mazda3: Пока держится

Второе поколение Mazda3 нас слегка усыпило беспроблемностью

АвтоМир, март'19
Михаилу Абызову организовали преступное сообщество Михаилу Абызову организовали преступное сообщество

Бывший министр по делам «открытого правительства» задержан в Москве

РБК, март'19
«КрабыКутабы» – новый ресторан Александра Раппопорта в «Депо» «КрабыКутабы» – новый ресторан Александра Раппопорта в «Депо»

Самое большое заведение в самом большом фуд-корте Москвы, Европы и, похоже, мира

GQ, март'19
Диетолог о том, почему сахар — не зло, и глупо отказываться от сладких продуктов Диетолог о том, почему сахар — не зло, и глупо отказываться от сладких продуктов

Почему все не так просто, и сахар – вовсе не зло

Men’s Health, март'19
На австралийском пляже нашли луна-рыбу. Люди поначалу подумали, что это розыгрыш На австралийском пляже нашли луна-рыбу. Люди поначалу подумали, что это розыгрыш

Луна-рыба может вырасти до трех метров в длину, более четырех – в высоту

National Geographic, март'19
Как бегемоту чистят зубы: видео Как бегемоту чистят зубы: видео

Даже животным необходимо заботиться о зубах

National Geographic, март'19
6 отличных постных меню в Москве 6 отличных постных меню в Москве

Маринованное авокадо, пицца с веганским сыром и другие овощные радости

GQ, март'19
Не телефонный разговор Не телефонный разговор

Актриса Софья Эрнст — о роли в сериале «Содержанки», Брейгеле и гармонии с собой

Vogue, апрель'19
Утилизация с риском Утилизация с риском

Как устроена переработка опасных отходов

РБК, март'19
Все, что вам нужно знать о дезертах Все, что вам нужно знать о дезертах

Правда о замшевых ботинках на креповой подошве и о том, как за ними ухаживать

GQ, март'19
Оюб Титиев получил 4 года колонии Оюб Титиев получил 4 года колонии

Вынесен приговор руководителю грозненского отделения «Мемориала»

РБК, март'19
Новое чувство Новое чувство

Интервью с Юлией Ковальчук

Домашний Очаг, апрель'19
Далеко-далеко Далеко-далеко

Добро пожаловать в Кусур – самое труднодоступное селение в Дагестане

National Geographic, апрель'19
Пример заразителен Пример заразителен

Из-за отсутствия страха перед ВИЧ появились намеренно заразившиеся мужчины

GQ, апрель'19
Лики Вики Лики Вики

До съемки в нашем презренном журнале снизошла богиня «Инстаграма» Вики Одинцова

Maxim, апрель'19
Эндшпиль престолов Эндшпиль престолов

14 апреля стартует финальный сезон «Игры престолов»

Maxim, апрель'19
Экономика Украины: испытание кризисом Экономика Украины: испытание кризисом

Украина: бедность, деиндустриализация, массовая эмиграция и долги

Эксперт, март'19
Реставрационные потери Реставрационные потери

Спецоперация по переносу деревянной церкви XVII

Огонёк, март'19
Как не выглядеть лохом в обществе богатых людей Как не выглядеть лохом в обществе богатых людей

Как вести себя в компании богатых людей

Men’s Health, апрель'19
Большой Большой

Слон слишком удивителен и велик, шутка ли — объять необъятное

Вокруг света, апрель'19
Светлана Ганнушкина: «Приходится быть оптимистом» Светлана Ганнушкина: «Приходится быть оптимистом»

Почему «Гражданское содействие» — гордость России, а не иноагент

Русский репортер, март'19
Детям виднее Детям виднее

Детский канал Nickelodeon вот уже 32-й раз вручил награды Kids’ Choice Awards

OK!, март'19
Новая глава Новая глава

Сиенна Миллер официально представила нового бойфренда!

Grazia, март'19
Тонн Гудман выпускает книгу о 20 годах работы в Vogue и вехах карьеры Тонн Гудман выпускает книгу о 20 годах работы в Vogue и вехах карьеры

Как директор моды объехала весь свет и расплакалась, оглянувшись назад

Vogue, март'19
За что мы любим российский футбол За что мы любим российский футбол

Почему футбол стоит полюбить тем, кто за ним не следит

GQ, март'19
Одеть Дау Одеть Дау

Как создавались костюмы к самому скандальному российскому фильму

The Rake, март'19
Анна Снаткина: Анна Снаткина:

Интервью с Анной Снаткиной

Караван историй, апрель'19