Ученые нашли новый метод поиска признаков жизни на экзопланетах

Физик Леонардос Гкувелис из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана разработал математический метод, который помогает быстрее обрабатывать спектральные данные телескопов при наблюдении экзопланет. Подход рассчитан на более точное отделение полезного сигнала от шумов, из-за которых выводы о составе атмосфер нередко становятся спорными.

Об этом говорится в его исследовании в The Astrophysical Journal.

Как телескопы "считывают" атмосферы планет и где возникает проблема

Современные обсерватории исследуют экзопланеты во время транзита — когда планета проходит на фоне своей звезды. Часть звездного света проходит сквозь атмосферу планеты, а изменения в спектре позволяют определять, какие газы там присутствуют. В таких измерениях ищут, в частности, воду, углекислый газ, метан и другие вещества, которые могут быть связаны с биологической активностью.

В то же время на практике спектральные данные часто содержат шумы и искажения. Из-за ограничений существующих математических моделей обработка затягивается, а результаты иногда остаются неоднозначными.

Гкувелис предложил аналитическое решение, которое точнее отделяет "полезный сигнал" от помех. Это делает расчеты более быстрыми и прозрачными, а итоговые данные — более надежными для интерпретации состава атмосфер.

Уже сейчас телескоп Джеймс Уэбб обнаружил воду и углекислый газ в атмосфере экзопланеты WASP-39b и продолжает исследования системы TRAPPIST-1 с семью планетами земного типа. В ближайшие годы к таким работам должна присоединиться миссия ARIEL Европейского космического агентства.

ARIEL создают для массового изучения атмосфер экзопланет: миссия должна собрать данные более чем о тысяче миров. Без новых методов обработки такой поток информации будет сложно эффективно использовать.

Ожидается, что модель позволит быстрее анализировать наблюдения и точнее определять состав атмосфер. Это может упростить отбор перспективных кандидатов на потенциально пригодные для жизни планеты и уменьшить количество спорных трактовок данных, когда сигнал и шум трудно разделить.

Ранее бывший преподаватель физики Гарварда Майкл Гильен выдвигал гипотезу, что "рай" может существовать по ту сторону Космического горизонта, однако другие ученые отмечают: это лишь граница наблюдений, а не физическая локация во Вселенной.

Отдельные исследования также указывают, что именно узкое "окно" условий при формировании Земли, в частности правильный баланс кислорода, который позволил удержаться фосфору и азоту у поверхности, могло сделать жизнь возможной, что подчеркивает сложность поиска подобных сценариев на других планетах.