Десять сценариев будущего Земли помогут в поиске техносигнатур

Поиск техносигнатур — признаков технологий на планете, которые можно обнаружить на расстоянии, — остаётся сложной задачей. Новое исследование, доступное в препринте на arXiv и принятое к публикации в The Astrophysical Journal Letters, предлагает использовать для этого фреймворк Project Janus.

Авторы во главе с Джейкобом Хакк-Мисрой из Института космической науки Blue Marble разработали десять сценариев того, как будет выглядеть Земля через 1000 лет. Сценарии варьируются от индустриальной дистопии с уровнем CO2 в десятки тысяч ppm до экологического рая, неотличимого от доиндустриальной Земли. Во всех сценариях человеческая цивилизация сохраняется.

Как обсерватории могут обнаружить техносигнатуры

В работе учёные рассматривают аналог системы Земля-Солнце на расстоянии 32,6 световых года и анализируют, какие техносигнатуры можно было бы обнаружить с помощью четырёх существующих или планируемых обсерваторий.

  • Habitable Worlds Observatory (HWO): Этот будущий флагманский телескоп NASA, предназначенный для изучения атмосфер экзопланет, сможет обнаружить диоксид азота (NO2) — загрязнитель от тяжёлой индустрии — в восьми из десяти сценариев. В сценарии с планетой-городом (экзополисом) HWO потенциально сможет увидеть даже линии излучения натрия от искусственного освещения.
  • Square Kilometer Array (SKA): Самый мощный в мире радиотелескоп, который начнёт работу в 2028 году. Однако радиоволны сильно ослабевают на больших расстояниях. Авторы пришли к выводу, что SKA не сможет обнаружить случайные сигналы цивилизации (например, связь с её космическими зондами), если только та не будет целенаправленно отправлять сообщения нам. Такая активная коммуникация предусмотрена лишь в двух наиболее развитых индустриальных сценариях.
  • Large Interferometer for Exoplanets (LIFE): Концепт миссии ESA — интерферометр с очень длинной базой в космосе. Он сможет обнаруживать специфические промышленные загрязнители, такие как хлорфторуглероды (CFCs) и тетрафторид углерода (CF4). Последний, в частности, указывает на крупномасштабное сельское хозяйство, которое есть в двух сценариях Project Janus.
  • Обсерватория солнечного гравитационного линзирования (SGL): Самый амбициозный и пока гипотетический концепт. Такой аппарат должен был бы удалиться от Солнца на расстояние в 600 раз большее, чем Земля, чтобы использовать его гравитацию как линзу для усиления сигнала. В отличие от HWO, который увидел бы экзопланету как один-два пикселя, SGL смог бы получить её цельное (хоть и низкого разрешения) изображение, на котором можно было бы разглядеть даже мегаструктуры вроде орбитальных колец или городской застройки экзополиса. Путешествие к точке SGL с текущими технологиями заняло бы 70 лет.

Исследование предоставляет основу для понимания того, что именно следует искать в качестве потенциальных техносигнатур. Учёт этих сценариев при разработке новых обсерваторий может в конечном итоге привести к величайшему открытию — доказательству того, что мы не одиноки во Вселенной.