Какой нужен телескоп, чтобы увидеть жизнь на экзопланете?
* * * * *
Даже стоящий на поверхности экзопланеты не даёт никаких гарантий, потому что стоять он может и в пустыне. Но, вероятно, вы спрашиваете про телескоп на Земле или где-то неподалёку.
Чтобы вообще в привычном смысле слова "увидеть" что-то на находящейся в нескольких световых годах экзопланете, т.е. получить хотя бы стопиксельное её изображение (просто "пиксельное", не "мега") — диаметр телескопа должен измеряться десятками и сотнями километров. Для современного уровня технологии это, понятное дело, чистая абстракция — и есть основания полагать, что для любого достижимого в рамках физических законов тоже, потому что нужно не просто сделать стокилометровую хреновину, но и добиться граничащей с абсурдом точности её изготовления. В общем, не вариант.
Надежду дают косвенные методы регистрации. Жизнь на планете должна ощутимо влиять на состав её атмосферы — например, насыщать её кислородом, как это случилось на Земле, обогащать метаном и другими соединениями, которые [предположительно] слишком экзотичны и неустойчивы, чтобы формироваться в больших количествах на мертвых планетах. От состава атмосферы напрямую зависит её спектр пропускания, который влияет и на спектр планеты в целом. Чтобы снять спектр, детальное изображение планеты не требуется — и потому эта задача почти по зубам даже существующим телескопам. Нужно только как-то научиться видеть планету, а не находящуюся рядом звезду, которая ярче эдак в миллиард раз.
Перспективы на этом пути есть следующие:
— ближние: продолжать наблюдения транзитов экзопланет по диску их звезд, благодаря которым большинство из них и были открыты. Проходящая перед звездой планета не просто чуть-чуть ослабляет её яркость, но и чуть-чуть-чуть-чуть (именно так) изменяет её спектр, так что если научиться снимать и обрабатывать сигнал ещё более изощренно, можно "увидеть", каким цветом сияет вокруг темного диска планеты кольцо её атмосферы, и есть ли в ней продукты пердения инопланетного крупного рогатого скота. Задача для проекта TESS и готовящегося к запуску James Webb Space Telescope. (Запуск, впрочем, откладывается вот уже 11 лет, ожидающих научных результатов просим пройти к стойке для получения ваучеров на питание);
— подальше: попытаться всё-таки увидеть именно планеты, чем-нибудь заслонив саму звезду. Телескоп для этого нужен сильно более специализированный, т.к. либо агрегат с внутренней "заслонкой" должен иметь просто-таки нанометровые допуски всей конструкции (соответствующие технологии продемонстрированы в лабораториях, но пока не очень совместимы с запуском на орбиту), либо "заслонка" должна летать отдельно на расстоянии десятка тысяч километров и при этом как-то наводиться с исключительной точностью на нужную звезду (проект New Worlds Mission; конь уже задумчиво лёг, но валяться пока не начинал);
— совсем дальние: делать всё это на космическом телескопе следующего поколения, который позволить увидеть хотя бы тысячу-другую экзопланет и набрать весомую статистику (проект ATLAST; боюсь, не доживём).