От месец човечеството се приближава с по-големи крачки до отговора на въпрос, по-важен за бъдещето му дори от това дали има други живи организми във Вселената: има ли друга планета, на която може да оцелее.

Търсенето му се улеснява от мощния телескоп "Джеймс Уеб" (James Webb Space Telescope), който тази седмица достигна точката си на наблюдение след едномесечно пътуване. Макар да са само част от мисията на телескопа, който изследва големите тайни на Вселената, данните за екзопланетите (планети извън Слънчевата система) са сред най-очакваните резултати от нея и ще обогатят представите и за Земята.

Как обаче се наблюдават обекти, до които дори слънчевата светлина не би могла да стигне за един човешки живот?

Планета по планета, "Джеймс Уеб" ще пресява информацията, която постъпва в свръхчувствителната му апаратура - светлина от милиарди звезди. Някои от тези звезди са стари почти колкото Вселената, образувани "само" сто милиона години след Големия взрив (който води до създаването ѝ преди почти 14 млрд.). С инфрачервено лъчение телескопът ще може да наблюдава светлината им и да опознае структурата и състава на планети и системи, които може дълго да останат недостижими.

Някои са относително близки. Проксима Кентавър Б, която се върти около звездата, чието име носи, е на 4.2 светлинни години и макар това да е разстоянието, което светлината би изминала за толкова години (265 хил. пъти колкото това между Земята и Слънцето), то е нищожно, предвид че видимата част от Вселената е с диаметър 93 млрд. светлинни години. В плановете за "Джеймс Уеб" обаче е друга, огромна, подобна на Юпитер планета, която се върти много бързо около звездата си и е на 1500 години.

За "Джеймс Уеб" конкретни системи ще са особено интересни и без да изглеждат достижими. Пример е тази на звездата TRAPPIST-1 - червено джудже на около 40 светлинни години от Слънцето в съзвездието Водолей. Седем скалисти планети с размери като на Земята обикалят около това джудже, част от тях - открити през 2016 г. Поне четири може да са подходящи за живот: в обитаемата зона са (достатъчно близо, но не прекалено, до звездата), астрономи са изразявали хипотезата, че може да имат вода в течно състояние, след наблюдение с телескопа "Хъбъл".

Човечеството е документирало хиляди екзопланети за последните 3 десетилетия, а само в галактиката броят може да надхвърля трилион, но информацията за тях често е твърде оскъдна или се базира на хипотези и модели.

Със 100 пъти по-прецизните си от "Хъбъл" инструменти "Джеймс Уеб" ще наблюдава планетите далеч по-прецизно, дори това да не е основната му мисия. Започва със 70 от тях през първата година и ще добие данни за структурата на атмосферата им с точност, непозната на предшествениците му.

Данните за системата TRAPPIST-1 ще се очакват с повишено внимание. Самата звезда TRAPPIST е открита през 1999 г. Слънцето е няколко пъти по-горещо, защото температурата на повърхността ѝ е едва 2430 градуса по Целзий и е 9 пъти по-малка. Планетите, открити 17 години по-късно, са забелязани при наблюдение на промени в светлината, идваща от звездата, и заради използвания тогава наземен телескоп със съкращението TRAPPIST, цялата система и звездата (дотогава известна като 2MASS J23062928-0502285), получават ново име.

Скоро след това данни от "Хъбъл" сочат, че поне две от планетите са с размери, сходни с тези на земята, и нямат плътна газова атмосфера (вероятно са скалисти), нито водородно-хелиева обвивка (увеличава шанса да са годни за живот, вместо белязани от парников ефект като Венера).

Има и сериозни разлики със Слънчевата система: например това, че планетите са много по-близо до много по-малката от Слънцето звезда. Това означава много по-малка орбита; най-близката планета (TRAPPIST-1b) я обикаля за ден и половина, а най-далечната (TRAPPIST-1h) - за по-малко от 19. Тези разлики обаче ще са интересни предвид възможността, която дават: да се разбере повече и за формирането на Слънчевата система. Потвърждението, че на някоя от тях има вода - течна, твърда или във вид на пара - би отворило още възможности (дори далечни) пред човечеството. Отрицанието би стеснило кръга на потенциално обитаемите планети, не твърде далечни от Земята. Всяко откритие за далечните светове и звездни системи ще помага за отговора на въпроси като този защо от планетите около Слънцето само Земята е обитаема.

Екзопланетите се засичат, когато преминават (от гледна точка на Земята) пред звездата си и светлината, която достига от нея до уредите за наблюдение, намалява, а повърхността ѝ бива частично затъмнена. Тук помагат цветният спектър на светлината и съотвествието на различните дължини на вълните на различните цветове. Дадени молекули поглъщат определени цветове и отсъствието на определен цвят дава представа за елементите, които съдържа атмосферата на планетата, щом е погълнала конкретни вълни светлина. Освен това, заради начина, по който водните молекули например поглъщат светлината на звездата, планетата изглежда по-голяма, защото атмосферата ѝ блокира по-голяма част от нея. По подобен начин се засичат температурата на атмосферата, наличието на облаци и други.

Инструментите на "Джеймс Уеб", който ще работи в инфрачервения спектър, ще наблюдават начина, по който светлината преминава през атмосферата на планетите, ще може да засича не само вода, но и кислород, въглероден диоксид или метан - възможни сигнали на живот или на вторични продукти на живот. Това не е гаранция, че на далечна планета има живот - най-малкото защото може да съществуват други, немислими за човека форми, нуждаещи се от съвсем различни условия.

Наблюдаването на планети с десетки часове ще помогне да се изгради триизмерна картина на конкретната планета. Крайният резултат няма да е буквално смайващ: за изданието Inverse астрофизикът Никол Люис казва, че "няма да получим красиви снимки на екзопланети". Колкото и да са добри инструментите на "Джеймс Уеб", отдалечеността на обектите на трилиони километри не предполага точни снимки като тези на "Вояджър" или "Хъбъл" от Слънчевата система. Люис добавя, че планетите първо ще изглеждат като ярки точици, но инфрачервената светлина, в която работи "Джеймс Уеб", ще помогне да се извлекат огромен набор от данни за структурата и зъстава им.

С апаратурата и огледалото си с диаметър 6.5 метра телескопът ще може да проучи и много далечни светове, чието откриване смайва астрономите в последните години. На 1800 светлинни години има "супер-Юпитер",

толкова близък до повърхността на огромна звезда, че годината му е по-малка от ден, а заради гравитационната сила прилича на яйце. "Само" на 150 светлинни години е и екзопланета колкото Нептун, която се върти за под два дни, а в атмосферата ѝ има водни пари, забелязани преди малко над две седмици.

На 40 светлинни години в друга посока е свят, чиято огряна от звездата му страна е с температура 3000 градуса над нулата, а на обратната страна е под 200 градуса под нулата. На същото разстояние има "супер-Земя", вероятно направена от диаманти. Друга планета с огромно желязно ядро се върти около Слънцето за едва 7 часа, а температурата ѝ е 1400 градуса. Според скорошно теоретично изследване има дори планети, гладки като яйчени черупки, без тектонични движения, планини или кратери.

Има и още по-непонятни от гледна точка на Земята светове: планети, обикалящи около две или дори три звезди; планети с гъстота като захарен памук, но между 4 и 7 пъти по-големи от Земята; други, на които валят разтопено желязо и стъкло заради горещината.

Освен това откриването на планети, подобни на Земята, ще насочи интереса към тях и изследванията ще продължат (само Европейската космическа агенция готви две мисии това десетилетие). "Джеймс Уеб" е само най-големият и най-скъпият, то не и последният апарат, който излита тази година.