Воспользовавшись полным лунным затмением в январе 2019 года, астрономы с помощью космического телескопа Хаббл NASA/ ESA измерили количество озона в атмосфере Земли.
В поисках жизни астрономы используют очень большой и находящийся поблизости инструмент - нашу собственную Луну.
Во время полного лунного затмения в прошлом году астрономы установили космический телескоп Хаббл на нашу Луну, который стал гигантским лунным зеркалом. Это был первый раз, когда космический телескоп зафиксировал полное лунное затмение, и благодаря этому мы действительно сможем отследить жизнь в другом уголке Вселенной.
В отличие от полного солнечного затмения, когда Луна скользит между Солнцем и Землей, именно наша планета движется между Солнцем и Луной во время полного лунного затмения. Поскольку Земля закрывает лунный обзор Солнца, только частички света могут протискиваться сквозь атмосферу планеты и отбрасывать тень на лунную поверхность.
«Мы хотели рассмотреть Землю, как экзопланету и наблюдать за частью ее спектра, который раньше никогда не наблюдали подобным образом», - говорит Джада Арни из Центра космических полетов имени Годдарда NASA. Таким образом, техника может быть применена к реальным экзопланетам в будущем.
Земля служит идеальным - и единственным - аналогом для поиска жизни на других планетах. Исследователи поняли, что свет, отраженный от Луны, будет напоминать то, за чем они сейчас охотятся: свет течет через атмосферу далекого мира, пока он проходит перед своей звездой. По словам Арни, это схожая геометрия с тем, что происходит во время местного лунного затмения. Другими словами, исследователи стремились понять, как могла бы выглядеть наша собственная планета, если бы инопланетный наблюдатель смотрел на Землю на расстоянии световых лет.
Благодаря взгляду телескопа Хаббл, ученые смогли определить ключевое химическое вещество во время затмения: озон. Предыдущие обнаружения озонового слоя Земли всегда происходили с нашей стороны (т.е. с Земли) и сопровождались искажениями из других частей нашей атмосферы. С нового взгляда в космосе Хаббл смог устранить это искажение путем сканирования ультрафиолетового света, отражающегося от Луны во время затмения. Озон - это три связанных между собой атома кислорода; он образуется, когда Солнце поглощает молекулярный кислород O2 ультрафиолетовым светом, преобразуя этот дуэт атомов в трио, создавая озон. Массивная паутина молекул озона, известная как озоновый слой, служит защитным щитом от ультрафиолетового излучения Солнца.
Присутствие озона обычно является прямым доказательством существования жизни - например, растения выдыхают на Земле молекулярный кислород посредством фотосинтеза, который превращается в озон в атмосфере. Так что, если бы мы увидели озон в атмосфере экзопланеты, добавляет Арни, это могло бы указывать на то, что там тоже есть фотосинтез.
«Новые наблюдения телескопа Хаббл демонстрируют, что достаточно мощная обсерватория сможет идентифицировать отпечатки озона в спектре далекой похожей на Землю планеты, проходящей транзитом через свою звезду», - говорит Эдвард Швитерман, доцент астробиологии Калифорнийского университета в Риверсайде, который не принимал участия в исследовании, - «Это исследование является важным вкладом, поскольку предыдущие наблюдения спектра пропускания Земли в основном проводились в ближней инфракрасной области, где поглощение озона менее заметно».
Мы, конечно, уже знали, что озон окружает Землю. Но новое исследование представляет собой самое сильное обнаружение молекул на сегодняшний день. Телескопу Хаббл удалось изучить ультрафиолетовую часть спектра, которая поглощается нашей атмосферой и не может быть обнаружена наземными телескопами.
Новое наблюдение также стало подтверждением концепции будущих наблюдений за экзопланетами. По словам Арни, новые данные теперь являются нашей «базовой истиной» или своего рода базовым уровнем ожиданий, и у исследователей есть модели, которые они хотят проверить на основании новой истины.
Астрономы вступают в новую эру исследований экзопланет. На сегодняшний день они каталогизировали более 4000 экзопланет за пределами Солнечной системы. Новое поколение космических обсерваторий, таких как долгожданный космический телескоп охотника за планетами Джеймса Уэбба, запуск которого запланирован на октябрь 2021 года, может также использовать данный метод, чтобы раскрыть секреты других миров.
