След от удобрений: Как телескоп James Webb может обнаружить фермеров-инопланетян

Технологии



Современные телескопы очень далеки от того, чтобы разглядеть инопланетную цивилизацию земного типа напрямую – ее города, поля и механизмы. Тем не менее, астрономы пытаются придумать косвенные способы идентификации разумной жизни. «Газета.Ru» разобралась в статье американских астрономов, которые предложили искать в атмосфере экзопланет следы фермерства иных цивилизаций.

Изобретение земледелия 10 тысяч лет назад стало поворотным моментом в истории человечества. Оно позволило получать больше пищи с той же территории по сравнению с охотой и собирательством, и привело к росту населения. Это дало возможность основать города, организовать государственную власть и наладить торговлю, то есть – создать ту цивилизацию, которую мы знаем.

Земледелие повлияло и на Землю в целом. Его можно заметить, глядя с воздуха на ровную сетку полей, на изменения яркости разных участков планеты, а также путем анализа химического состава атмосферы. После того, как земледелие приобрело промышленный характер, его влияние на атмосферу многократно усилилось.

Джейкоб Хакк-Мисра из Института космических наук «Блю Марбл» и его коллеги предложили искать следы этого влияния с помощью мощных телескопов вроде James Webb, который начнет работу этим летом. Его камерам не удастся получить детальное изображение планеты земного типа – в лучшем случае она будет видна как точка.

Однако инструменты на борту этой обсерватории могут проводить спектроскопический анализ и выяснить, какие газы есть в атмосфере экзопланеты.

«Спектральные сигнатуры «экзоферм» стоит искать в качестве признака технологической цивилизации», – пишут авторы.

Важнейшую роль в метаболизме растений играет азот. В целом, земной воздух на 78 процентов состоит из этого газа, но растениям трудно усваивать его напрямую из атмосферы. Вместо этого они поглощают азотные соединения из почвы, в промышленном сельском хозяйстве их источником являются азотные удобрения, в том числе – аммонийные (NH4).

Объемы производства аммонийных удобрений колоссальны, и при их использовании в воздух выделяется аммиак (NH3). В земных условиях аммиак осаждается в течение нескольких дней, так что его присутствие в атмосфере можно считать признаком сельскохозяйственной деятельности. Кроме того, интенсивное сельское хозяйство является мощным источником закиси азота (N2O).

Читать так же:  В Госдуме прокомментировали блокировку ресурсов Meta: «на войне как на войне» - Газета.Ru

На космическом телескопе James Webb установлены несколько спектрографов, позволяющих определить химический состав атмосферы планеты по ее излучению, в том числе – обнаружить соединения азота. Поэтому авторы исследования использовали симулятор, генерирующий спектр планеты с указанным химическим составом, чтобы выяснить, реально ли обнаружить инопланетных фермеров.

Оказалось, что современными инструментами не получилось бы зафиксировать уровни аммиака и закиси азота, равные земным. Однако James Webb смог бы заметить аммиак в богатой водородом атмосфере при достижении концентрации в пять миллионных долей, при условии, что планета вращается в системе красного карлика. По оценкам ученых, такая концентрация примерно соответствует масштабам сельского хозяйства, необходимым для питания ста миллиардов человек. В данный момент концентрация аммиака в атмосфере Земли достигает пять миллиардных долей.

«Эти расчеты показывают, что одновременное обнаружение NH3 и N2O в атмосфере, которая также содержит H2O, O2 и CO2, можно считать признаком земледелия»

– пишут ученые.

Однако подобные рассуждения опираются на ряд допущений. Во-первых, гипотетическая инопланетная жизнь должна использовать тот же метаболизм, что и земная. Во-вторых, разумные существа этой планеты должны питаться аналогом сельскохозяйственных растений. В-третьих, они должны повторить путь развития человечества, изобретя промышленное сельское хозяйство с обильными применением удобрений.

Наконец, если где-то и существует двойник человеческой цивилизации, ее представители могут специально сокращать выбросы азотосодержащих газов. Закись азота вносит заметный вклад в парниковый эффект, и при росте сельскохозяйственного производства во много раз может возникнуть жизненная необходимость контролировать выбросы N2O в атмосферу.



Источник

Оцените статью
Chessline - линия успеха