Теперь, когда космический телескоп JWST успешно выполняет свою миссию, у NASA появляется план на будущее масштабное предприятие: создание обсерватории обитаемых миров. Цель этого проекта - зафиксировать изображения планет, схожих с Землей, и, возможно, других аналогичных объектов.
Построение космической суперобсерватории — дело времени. Концепция James Webb, самого крупного и сложного космического телескопа, когда-либо созданного, впервые возникла в конце 1990-х годов, и изначально его запуск был запланирован на 2010 год. Однако разработка и тестирование заняли гораздо больше времени, чем предполагалось, и только на Рождество 2021 года обсерватория была запущена.
В конце 1990-х годов NASA начала серию "Великих обсерваторий", включая телескопы, ориентированные на определенные диапазоны длин волн и научные задачи. Hubble фокусировался на видимых длинах волн света, в то время как Spitzer работал с инфракрасным излучением, и Chandra — с рентгеновскими лучами.
Сам JWST в основном ориентирован на инфракрасный свет из широкого спектра Вселенной, но у него нет компаньона в других диапазонах длин волн. Кроме того, из-за активного охлаждения телескопа, его топливо исчерпается примерно через десять лет, и он будет выведен из строя. Эти недостатки были осознаны астрономическим сообществом, когда график работы телескопа начал смещаться.
Обсерватория обитаемых миров, или HWO, становится первым шагом для заполнения этого пробела, дополняя задачи JWST и выступая в роли предводителя следующего поколения Великих обсерваторий.
Как обнаружить другие обитаемые миры?
Цель обсерватории обитаемых миров (HWO), которая, вероятно, получит более точное название, заключается в наблюдении за планетами, поддерживающими жизнь.
На момент написания этого текста не существует никаких доказательств существования во Вселенной какой-либо формы жизни – будь то разумная, одноклеточная или иное. Наши исследования на Земле продолжаются в одиночестве в этой огромной вселенной. Однако с учетом огромного количества звезд и планет в нашей галактике Млечный Путь, численность которых оценивается в триллионах, астрономы предполагают существование 5–10 миллиардов планет, сходных с Землей, вращающихся вокруг солнцеподобных звезд.
Однако обнаружить жизнь на этих планетах представляет собой сложную задачу. Ближайшие потенциально обитаемые планеты находятся на расстоянии сотен, если не тысяч световых лет. Исследовать их лично невозможно, поэтому необходимо использовать дистанционные методы.
Именно это планирует сделать HWO, объединяя две ключевые технологии. Одной из них является гигантское зеркало диаметром не менее 18 футов, аналогичное тому, что используется в космическом телескопе JWST. Это позволит HWO делать высокоразрешенные снимки чужих планет.
Однако свет от этих планет затмевается свечением их звезд. Для уменьшения блеска дизайнеры HWO рассматривают два варианта. Первый - подвижный солнцезащитный козырек, наподобие металлического цветка, который будет вращаться в орбите вместе с HWO. Второй - коронограф, устройство меньших размеров, встроенное в основной корпус HWO, выполняющее аналогичную функцию. Такие методы помогут избежать свечения звезды и получить изображение планеты.
Планы HWO предусматривают получение изображений как минимум 25 планет за пределами Солнечной системы. JWST и другие наземные обсерватории предоставят списки кандидатов для изучения HWO. Обсерватория будет анализировать свет, отраженный от атмосфер этих планет, в поиске признаков жизни.
Жизненные признаки могут проявиться в химическом составе атмосферы. HWO надеется обнаружить "биосигнатуры", показатели жизни, с помощью спектроскопии. Этот метод разбивает свет на спектр и позволяет астрономам анализировать отпечатки пальцев элементов и молекул, что поможет определить состав атмосферы чужих миров, не покидая Землю.
Большой шаг вперед
На текущий момент проект HWO находится на этапе проектирования и планирования. Астрономы со всей страны собрались вместе, чтобы создать различные рабочие группы, определить научные цели, выбрать наиболее подходящие технологии и разработать дорожную карту для разработки, производства и запуска этого инструмента. Запуск этого инструмента займет значительное количество времени, возможно, даже два десятилетия, но усилия стоят того.
Помимо поиска жизни, HWO станет ведущей астрономической обсерваторией, приняв титул от JWST, так же, как он сам был преемником Hubble. Астрономы будут использовать HWO для изучения свойств галактик в далеких уголках Вселенной, наблюдения за космическими взрывами, которые сверкают в ночном небе, а также для исследования ядер туманностей, областей звездообразования и многого другого.
И, честно говоря, каким бы путем он ни пошел, это будет шагом вперед для человечества. В конечном итоге, мы либо обнаружим явные признаки жизни, и у нас будет уверенность, что мы не одиноки во Вселенной (даже если жизнь на других планетах представлена лишь одноклеточными организмами), либо мы не найдем ничего и подтвердим, что наш уникальный мир, который мы называем домом, действительно является редким, ценным и заслуживающим сохранения.