Прорыв SETI: как обнаружить мельчайшую частицу на чужой планете?

Возможно, это звучит как научная фантастика, но астрономы разработали схему, которая позволит им обнаруживать и измерять частицы в десять раз меньше человеческого волоса, даже на расстоянии во много световых лет. Они будут делать это, наблюдая голубой оттенок в свете далеких объектов, вызванный тем, что мелкая частица, не более микрона шириной, рассеивает свет.

В недавнем исследовании, проведенном Эдрианом Брауном из Института SETI, был разработан этот процесс в общих чертах.

«Этот эффект связан с привычным явлением — рэлеевским рассеянием. Да, именно из-за него небо голубое».

Анализируя спектроскопические данные орбитального аппарата «Кассини», NASA MRO и наземных телескопов, Браун сумел задокументировать это синее рассеяние на многих ближайших к нам объектах, включая кольца Сатурна, его луны Диона и Эпиметея, Марса, Луны и хвоста кометы 17P/Холмса.

Теоретическое исследование этого явления Брауном показало, что спектральная голубизна возникает в любое время, когда достаточно малые объекты находятся в поле нашего зрения. В своих исследованиях он изучал частицы между 0,1 и 1 микроном в размере. Человеческий волос порядка 17 микрон в диаметре.

Почему же земля под нашими ногами не голубая? Исследование Брауна показывает, что этот эффект быстро затухает под действием других объектов, которые, несмотря на то что являются тем же типом, отличаются размерами. Эффект зависит от множества частиц в определенном диапазоне размеров. Кроме того, слишком много крошечных частиц может превратить объект в белый. В качестве примера последнего, стакан молока оказывается белым из-за многократного рассеяния жировых шариков, а облака белые из-за многократного рассеяния от водной аэрозоли (капель).

Следовательно, чтобы возник голубой эффект, необходим процесс, формирующий множество частиц почти одинакового размера. Сам факт определения того, что такой процесс имеет место, может дать ученым ключ к истории и условиям жизни на внеземных телах.

«В принципе, эта техника позволяет нам найти чрезвычайно крошечные частицы в атмосфере или на поверхности экзопланет, которые в десятках тысяч световых лет от нас», — говорит Браун в статье, которая была опубликована в журнале Icarus.