Один из инструментов Чрезвычайно большого телескопа (ELT) — эшеллевский спектрограф с высокой дисперсией ANDES, пригодный для измерения спектра электромагнитного излучения в атмосферах экзопланет. Обычно это делается, когда планета, с точки зрения наблюдателя, проходит перед своей звездой. Свет звезды, проходя сквозь атмосферу планеты, достигает нас. Анализируя спектрографическую картину, ученые могут идентифицировать молекулы, содержащиеся в атмосфере планеты, такие как вода, углекислый газ и кислород.

Но иногда данные, которые получает спектроскоп, оказываются неполными. К примеру, когда космический телескоп «Джеймс Уэбб» заглянул в атмосферу планет системы TRAPPIST-1, все выглядело так, будто планеты b и c лишены воздуха, но для того, чтобы окончательно исключить наличие атмосферы, данных было мало. Возможно, эти миры окружает слишком тонкий слой атмосферы, чтобы «Уэбб» мог ее заметить. Большая чувствительность Чрезвычайно большого телескопа позволит дать ответ на этот вопрос, пишет Universe Today.

Еще важнее то, что ELT будет иметь возможность изучать спектры не только транзитных планет, проходящих перед своими звездами, но и нетранзитных — с помощью отраженного звездного света.

Для того, чтобы определить, насколько мощным будет ELT, авторы нового исследования смоделировали нескольких сценариев. Они сосредоточились на самых распространенных типах экзопланет, вращающихся вокруг соседних красных карликов, и рассмотрели четыре варианта: неиндустриальная планета земного типа, богатая водой и фотосинтезирующими растениями, Земля раннеархейского периода, где жизнь только начинается, землеподобная планета, где океаны испарились, как на Марсе или Венере, и добиологическая Земля, пригодная к жизни, но где ее нет. Для сравнения ученые также рассмотрели планеты размером с Нептун, которые должны иметь значительно более плотную атмосферу.

Идея моделирования состояла в том, чтобы посмотреть, сможет ли ELT различать разные миры, похожие на Землю, и, что еще важнее, могут ли данные обмануть астрономов, дав ложноположительный или ложноотрицательный результат. Авторы обнаружили, новый телескоп должен быть в состоянии точно отличать безжизненные планеты в ближайших звездных системах от имеющих следы жизни.

В частности, если жизнь есть на планетах системы Проксима Центавра, то ELT найдет ее всего за десять часов наблюдения. Для мира размером с Нептун — примерно за час.

Хотя косвенные признаки Девятой планеты на окраине Солнечной системы ученые то и дело находят, рассмотреть что-то на таком расстоянии от Солнца трудно. В новой статье авторы предлагают оригинальный способ убедиться, есть ли в поясе Койпера что-то крупнее небольших транснептуновых объектов.