Разумная жизнь на расстоянии световых лет: парниковые газы как признак инопланетян

Художественная концепция экзопланеты в процессе терраформирования. Автор: Thibaut Roger/University of Bern

Если бы инопланетяне изменили планету в своей солнечной системе, чтобы сделать ее теплее, мы бы это заметили. Новое исследование Калифорнийского университета в Риверсайде идентифицирует искусственные парниковые газы, которые могут стать источником терраформированной планеты.

Терраформированную планету искусственно сделали пригодной для жизни. Газы, описанные в исследовании, можно было бы обнаружить даже при относительно низких концентрациях в атмосферах планет за пределами нашей Солнечной системы с использованием существующих технологий. Это может включать в себя космический телескоп Джеймса Уэбба или будущую концепцию космического телескопа под руководством Европы.

И хотя такие загрязняющие газы необходимо контролировать на Земле, чтобы предотвратить вредное воздействие на климат, есть причины, по которым их можно намеренно использовать на экзопланете.

«Для нас эти газы плохи, потому что мы не хотим усиливать потепление. Но они были бы полезны для цивилизации, которая, возможно, хотела предотвратить надвигающийся ледниковый период или терраформировать непригодную для жизни планету в своей системе, как это сделали люди. предложено для Марса», — сказал астробиолог UCR и ведущий автор исследования Эдвард Швитерман.

Поскольку неизвестно, встречаются ли эти газы в значительных количествах в природе, их необходимо производить. Поэтому их обнаружение будет признаком наличия разумных, использующих технологии форм жизни. Такие знаки называются техносигнатурами.

Пять газов, предложенные исследователями, используются на Земле в промышленных целях, например, при изготовлении компьютерных чипов. К ним относятся фторированные версии метана, этана и пропана, а также газы, состоящие из азота и фтора или серы и фтора. В новой статье Astrophysical Journal подробно описаны их преимущества как терраформирующих газов.

Одним из преимуществ является то, что они являются невероятно эффективными парниковыми газами. Например, гексафторид серы обладает согревающей способностью в 23 500 раз большей, чем углекислый газ. Относительно небольшое количество может нагреть замерзшую планету до такой степени, что жидкая вода сможет сохраняться на ее поверхности.

Еще одно преимущество предлагаемых газов – по крайней мере, с инопланетной точки зрения – заключается в том, что они исключительно долгоживущие и могут сохраняться в земной атмосфере до 50 000 лет. «Их не нужно будет пополнять слишком часто, чтобы поддерживать гостеприимный климат», — сказал Швитерман.

Другие предложили химические хладагенты, такие как ХФУ, в качестве техносигнатурных газов, поскольку они почти исключительно искусственные и заметны в атмосфере Земли. Однако ХФУ могут оказаться бесполезными, поскольку они разрушают озоновый слой, в отличие от полностью фторированных газов, обсуждаемых в новой статье, которые химически инертны.

«Если бы у другой цивилизации была богатая кислородом атмосфера, у них также был бы озоновый слой, который они хотели бы защитить», — сказал Швитерман. «ХФУ будут расщепляться в озоновом слое, даже если они катализируют его разрушение».

Поскольку ХФУ легче разбить на части, они также недолговечны, что затрудняет их обнаружение.

Наконец, фторированные газы должны поглощать инфракрасное излучение, чтобы оказывать влияние на климат. Это поглощение создает соответствующую инфракрасную сигнатуру, которую можно обнаружить с помощью космических телескопов. С помощью нынешних или планируемых технологий ученые могли бы обнаружить эти химические вещества в некоторых близлежащих экзопланетных системах.

«При такой атмосфере, как земная, только одна молекула из миллиона может быть одним из этих газов, и это потенциально можно будет обнаружить», — сказал Швитерман. «Такой концентрации газа также будет достаточно, чтобы изменить климат».

Чтобы прийти к такому расчету, исследователи смоделировали планету в системе TRAPPIST-1, расположенную примерно в 40 световых годах от Земли. Они выбрали эту систему, содержащую семь известных каменистых планет, потому что это одна из наиболее изученных планетных систем, помимо нашей. Это также реальная цель для изучения существующими космическими телескопами.

Группа также рассмотрела способность европейской миссии LIFE обнаруживать фторированные газы. Миссия LIFE сможет напрямую получать изображения планет с помощью инфракрасного света, что позволит ей нацеливаться на большее количество экзопланет, чем телескоп Уэбба, который наблюдает за планетами, когда они проходят перед своими звездами.

Эта работа была проделана в сотрудничестве с Дэниелом Ангерхаузеном из Швейцарского федерального технологического института/PlanetS, а также с исследователями из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, Космического института науки «Голубой мрамор» и Парижского университета.

Хотя исследователи не могут количественно оценить вероятность обнаружения этих газов в ближайшем будущем, они уверены, что — если они присутствуют — их вполне возможно обнаружить во время запланированных в настоящее время миссий по характеристике планетарных атмосфер.

«Вам не потребуются дополнительные усилия для поиска этих техносигнатур, если ваш телескоп уже характеризует планету по другим причинам», — сказал Швитерман. «И было бы потрясающе удивительно их найти».

Другие члены исследовательской группы разделяют энтузиазм не только по поводу возможности обнаружения признаков разумной жизни, но и по поводу того, насколько ближе современные технологии приблизили нас к этой цели.

«Наш мысленный эксперимент показывает, насколько мощными будут наши телескопы следующего поколения. Мы — первое поколение в истории, обладающее технологией для систематического поиска жизни и разума в наших галактических окрестностях», — добавил Ангерхаузен.

Больше информации: The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad4ce8

Источник: University of California - Riverside