В новом эпизоде шоу «Event Horizon» ведущий Джон Майкл Годье беседует с доктором Лизой Кальтенеггер, директором Института Карла Сагана при Корнелльском университете. Обсуждение приурочено к выходу её новой книги «Alien Earths», в которой исследуется современная наука о поиске экзопланет и поиске жизни во Вселенной. Собеседники анализируют, как изменились наши представления о космосе со времён Сагана, какие экзотические миры уже удалось обнаружить и что именно ученые ищут в атмосферах далеких планет с помощью телескопа «Джеймс Уэбб».
🌌 Наследие Карла Сагана и первая волна открытий 1:00
Лиза Кальтенеггер занимает кабинет великого популяризатора науки Карла Сагана в Корнелльском университете. Она отмечает, что вид из окна остался практически тем же, что и у её предшественника, что создает своеобразный «мостик во времени» . Однако научный контекст изменился радикально: Саган провел почти всю карьеру, лишь предполагая существование миров у других звезд, тогда как Лиза начала учебу в 1995 году — именно тогда была обнаружена первая экзопланета у солнцеподобной звезды .
Основные этапы ранней эры поиска планет:
- 1992 год: Обнаружение первых объектов вокруг пульсара (экстремальные условия, непригодные для жизни) .
- 1995 год: Открытие 51 Пегаса b — первого «горячего Юпитера». Этот газовый гигант совершает оборот вокруг своей звезды всего за 4,5 дня .
- Смена парадигмы: Ученые ожидали увидеть системы, похожие на Солнечную, но столкнулись с невероятным разнообразием, которое не предсказывала ни одна модель .
Кальтенеггер подчеркивает, что в начале пути поле экзопланетологии было настолько новым, что даже студенты могли вносить значимый вклад в науку, так как готовых ответов не было ни у кого .
🌋 Миры из лавы и лаборатория в Корнелле 9:49
Одним из самых удивительных открытий стали каменистые планеты, находящиеся в такой близости к своим звездам, что их «год» длится менее 24 часов . Температура на их поверхности настолько высока, что горные породы плавятся, образуя океаны магмы.
Для изучения таких объектов в Институте Карла Сагана создана «Лаборатория лавовых миров» (Lava World Lab) :
- Ученые плавят различные смеси минералов (с высоким или низким содержанием железа), чтобы понять, как светящаяся лава выглядит в объективе телескопа.
- Избыток железа делает породу темнее, но при нагреве она излучает специфический световой спектр, отличный от составов с меньшим содержанием металлов .
- На таких планетах возможны экзотические погодные явления, такие как «лавовые дожди»: испарившийся камень конденсируется в верхних слоях атмосферы и выпадает обратно в виде раскаленных капель .
В качестве ближайших аналогов Лиза приводит юпитерианскую луну Ио, а также раннюю Землю, которая в период формирования Луны сама была океаном магмы .
💀 Жизнь после смерти звезды: белые карлики и супервыживание 20:12
Традиционно считалось, что планеты не могут пережить расширение звезды до красного гиганта и последующий взрыв, образующий белый карлик. Однако миссия NASA TESS обнаружила планету WD 1856 b — объект размером с Юпитер, вращающийся вокруг «звездного трупа» .
Лиза Кальтенеггер развивает гипотезу о выживании жизни:
- Стабильность: Белый карлик может обеспечивать стабильные температурные условия в течение 4–5 миллиардов лет .
- Миграция: Планеты, находившиеся далеко в ледяной зоне, могут мигрировать ближе к остывающему ядру после взрыва звезды.
- Устойчивость жизни: Если жизнь на Земле (например, тихоходки) способна выживать в экстремальном анабиозе более 100 лет, теоретически микроорганизмы могли бы пережить катастрофические фазы эволюции звезды .
- Абиогенез: Ледяные луны вроде Европы или Энцелада могут растаять, когда Солнце станет красным гигантом, что даст Шанс на возникновение жизни заново в уже умирающей системе .
🌈 Спектроскопия: как «читать» атмосферы планет 33:29
Для поиска жизни ученым не нужно лететь к другим звездам — достаточно анализировать свет. Кальтенеггер сравнивает телескопы с «ведрами для сбора дождя» (света): чем больше зеркало, тем больше информации можно получить .
Метод исследования химического состава:
- Световой луч пропускается через призму, разлагаясь на радугу (спектр).
- Молекулы в атмосфере планеты (вода, кислород, метан) поглощают свет на строго определенных частотах, заставляя молекулы вращаться или колебаться .
- Эти «пробелы» в спектре работают как штампы в паспорте, однозначно указывая на наличие конкретных газов .
Телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) стал первым инструментом, способным уловить такие сигналы от небольших каменистых миров . Тем не менее, для уверенного обнаружения биосигнатур астрономы уже проектируют проект Habitable World Observatory — будущий телескоп, специально заточенный под поиск признаков жизни .
🦖 Земля эпохи динозавров как маяк для поиска 49:18
В недавней работе Лиза Кальтенеггер пришла к выводу, что Земля была гораздо более заметна для инопланетных астрономов в юрский период, чем сегодня . В то время уровень кислорода в атмосфере достигал 30–35% (против нынешних 21%).
Это делает поиск внеземных «парков юрского периода» перспективным направлением:
- Высокое содержание кислорода дает более сильный спектральный сигнал, который легче обнаружить современными приборами .
- Такая атмосфера позволяет организмам вырастать до колоссальных размеров за счет избытка энергии.
- По мнению Кальтенеггер, на других планетах могут существовать аналоги динозавров, чье присутствие выдает именно кислородно-метановая смесь в воздухе .
🎨 Цветовой каталог жизни: не только зеленый 55:38
Ученые ищут так называемый «растительный красный край» (vegetation red edge) — специфическое отражение света зелеными растениями. Однако Лиза предупреждает, что жизнь не обязательно должна быть зеленой.
В Институте Карла Сагана создан «Цветовой каталог жизни», включающий спектры различных организмов (водорослей, бактерий, грибов) . Например, преобладание определенных бактерий может окрасить планету в ярко-красный или фиолетовый цвет. Изменение цвета планеты во времени (сезонно или из-за глобального цветения водорослей) могло бы стать мощным доказательством наличия биосферы, хотя ученым придется тщательно отделять такие изменения от геологических процессов или таяния льдов .
В завершение доктор Кальтенеггер отмечает, что каждый пятый красный карлик имеет планету в обитаемой зоне . Это дает огромную надежду на то, что человечество не одиноко, и призывает ценить уникальный момент истории, когда мы впервые получили техническую возможность ответить на вопрос: «Есть ли кто-то ещё?» .
