Аомава Шилдс: Как мы обнаружим жизнь на других планетах

Я занимаюсь поиском других планет во Вселенной, на которых есть жизнь. Их не найти невооруженным взглядом или даже с помощью самых мощных телескопов на сегодняшний день. Но я знаю: такие планеты существуют. И понимание природных противоречий поможет нам их отыскать.

На нашей планете жизнь существует там, где есть вода. Поэтому мы ищем планеты, вращающиеся на оптимальном расстоянии от своих звезд. На расстоянии, которое выделено голубым цветом на диаграмме для звезд различных температур, планеты оказываются достаточно прогретыми, чтобы на их поверхности была вода в виде озер и океанов, где и может зародиться жизнь. Некоторые астрономы вкладывают свое время и энергию в поиск исключительно таких планет на этих расстояниях от их звезд. Я же подключаюсь к работе тогда, когда они свое дело сделали. Я моделирую вероятные климатические условия экзопланет. Вот почему это важно: существует множество факторов помимо расстояния до звезды, влияющих на то, может или нет быть жизнь на планете.

К примеру, Венера. Она названа в честь римской богини любви и красоты из-за того, как кротко и божественно она смотрится в небе. Но измерения с космического аппарата рассказывают совсем другую историю. Температура поверхности Венеры близка к 900 градусам по Фаренгейту, или 500 по Цельсию. Этого хватит, чтобы расплавить свинец. Причина тому — плотная атмосфера, а не расстояние до Солнца. Это создает сумасшедший парниковый эффект, задерживая солнечное тепло и иссушая поверхность планеты. Реальность полностью противоречила изначальным представлениям о Венере. Из таких уроков в нашей Солнечной системе мы узнали, что атмосфера планет имеет критическое значение для климата и существования жизни.

Нам неизвестно, каковы атмосферы этих планет, так как они очень мелкие и тусклые в сравнении с их звездами и так далеки от нас. Например, одна из ближайших планет, на поверхности которой могла бы быть вода, называется Gliese 667 Cc. Такое чарующее имя, правда? Больше похоже на номер телефона. Она находится на расстоянии 23 световых лет. Это более 160 трлн километров. Измерять состав атмосферы экзопланеты на фоне ее родительской звезды тяжело — все равно что пытаться увидеть муху, снующую возле включенной фары. Представьте теперь, что автомобиль находится за 160 трлн километров, а вам нужно установить цвет мухи.

С помощью компьютерного моделирования я рассчитываю, какой тип атмосферы необходим планете, чтобы ее климат создавал условия для воды и жизни.

Вот художественный концепт планеты Kepler-62f в сравнении с Землей. Эта планета еще дальше — 1 200 световых лет — и всего на 40% крупнее Земли. Согласно нашему исследованию, финансируемому научным фондом, планета может иметь открытые водоемы из-за разных типов атмосфер и положений орбиты. Хотелось бы, чтобы телескопы будущего навели на эту планету в поисках признаков жизни.

Также для климата важно наличие льда на поверхности планеты. Лед поглощает длинноволновой красный свет и отражает коротковолновой синий свет. Именно поэтому айсберг на этом фото имеет такой голубой цвет. Красный свет Солнца поглощается льдом, и только синий свет достигает дна. Потом он отражается, и мы видим голубой лед. Согласно моим моделям, планеты, вращающиеся вокруг холодных звезд, могут быть теплее планет, вращающихся вокруг более горячих звезд. Вот еще одно противоречие: лед поглощает свет холодных звезд с большей длиной волн, и этот свет, эта энергия, нагревает лед.

Использование климатических моделей с целью обнаружения того, как подобные противоречия влияют на климат планеты, крайне важно для поиска жизни в космосе.

Неудивительно, что это стало моей профессией. Я астроном-афроамериканка и классически обученная актриса, которой нравится наносить макияж и читать журналы моды. Мне досталась уникальная участь ценить природные противоречия и то, как они могут снабдить нас информацией для поиска новых планет, где есть жизнь.

Моя компания Rising Stargirls обучает темнокожих девочек астрономии с помощью театра, писательства и изобразительного искусства. Это еще одно противоречие, ведь обычно науку и искусство не совмещают. Однако переплетение их друг с другом помогает этим девочкам выразить себя через изученное и, может, однажды присоединиться к ряду астрономов, охваченных противоречиями, и применить свои знания для того, чтобы раз и навсегда обнаружить, что мы действительно не одиноки во Вселенной.

Перевод: Алина Силуянова
Редактор: Елена Говоркова