Для определения перспективности той или иной планеты для гипотетического освоения наука традиционно учитывает то, что известно о Земле. Ученые искренне надеются найти на далеких небесных телах обширные водоемы, что-то вроде континентов, атмосферу и облака, кислород и растительность. Конкретно в данном случае они решили подойти к вопросу поиска всех этих условий, если так можно выразиться, с другой стороны. Когда обсерватория «LOUPE» начнет поставлять фотографии, на Землю можно будет взглянуть как на экзопланету, то есть извне. Исследователи смогут увидеть, как солнечный свет отражается облаками, растениями, теми или иными газами атмосферы. Это наверняка позволит создать некие «шаблоны» для колыбели человечества, будь то вращение вокруг собственной оси, характер погоды, смена времен года или что-то другое.
До нынешней поры собирать такого рода информацию возможным не представляется, так как поляризованный свет экзопланеты невероятно трудно отделить от яркого сияния её звезды. При этом интересующие нас космические объекты, насколько можно судить по имеющимся данным, крайне разнообразны. Некоторые из них покрыты морями из лавы, в то время как у других очень рыхлая поверхность и плотность, как у пенопласта. Шаблоны, собранные с помощью «LOUPE», возможно, позволят узнавать о них гораздо больше. Так, например, направление поляризованного света экзопланеты способно поведать о её атмосфере.
Изображения экзопланет, имеющиеся у астрономов, образованы двумя видами света. Одна часть – это свет, отраженный от объекта, а вторая – излучение звезды, вокруг которой он вращается. Определить разницу между ними чаще всего затруднительно, но данные о поляризации, которые в следующем году начнет добывать «LOUPE», помогут лучше видеть эти различия. Когда звездный свет проходит сквозь атмосферу экзопланеты, рассеивается или отражается от поверхности, он увеличивает свою поляризацию. Величина сдвига иногда доходит до 10%. Когда это излучение проникает через облака, ученые могут попытаться определить их состав – по смещению спектра.
Одним из важнейших признаков пригодности экзопланеты для жизни является, несомненно, наличие кислорода. Вполне возможно, что после составления шаблонов ученые научатся определять концентрацию этого газа на том или ином объекте. Это значение будет производным – его можно высчитать на основании данных об облачности и количестве воды. В свою очередь, если концентрация кислорода окажется высокой, это с большой долей вероятности будет говорить о наличии на планете растений, генерирующих его.
Также описанная сегодня технология анализа способна указать на наличие континентов и океанов. Дело в том, что свет теряет поляризацию, когда отражается от таких грубых поверхностей, как камень. Океаны, с другой стороны, преломляют его под одним и тем же углом, характерным для воды. Если ветер создает волны, это расширяет «картинку», которую затем анализируют исследователи. И чем поток воздуха сильнее, тем заметнее этот сдвиг. При наличии достаточного объема данных можно даже попытаться увидеть, куда направлены волны и есть ли на них гребешки. В принципе, определять присутствие океанов можно исключительно по цвету – благодаря углу преломления света экзопланеты, покрытые водой, кажутся, как говорят ученые, голубыми, белыми и красными. Что бы это ни значило и как бы это ни выглядело.
Цвет также может указать на наличие растительности. Земная флора чаще всего содержит хлорофилл – пигмент, окрашивающий её во все оттенки зеленого. Кроме того, это вещество «выбирает» излучение в определенных частях спектра, помогая преобразовывать углекислый газ в энергию и кислород. Если допустить, что хлорофилл выглядит одинаково вне зависимости от того, где находится, то обнаружение зеленого цвета в поляризованном свете экзопланеты может вполне свидетельствовать о наличии там растительности. Ещё более убедительно в этом плане будут выглядеть сигнатуры так называемого «красного края» - резкого усиления отражения в ближнем инфракрасном излучении. Если их удастся найти совместно с зелеными оттенками хлорофилла, то это будет практически неопровержимым свидетельством наличия растительности на экзопланете.
Что ж, человечеству остается дождаться результатов этого затейливого проекта. Как уже было сказано, его успех станет настоящим прорывом в космических исследованиях. Астрономы, если они, конечно, не преувеличивают свои возможности, смогут оценивать пригодность для жизни уже найденных и постоянно обнаруживающихся экзопланет. Это значит, что если наши потомки доживут до эры межзвездных полетов, то смогут выбирать конечную точку назначения, не надеясь на удачу. Они будут твердо знать, что по прилету им будет, где обосноваться.
