Уявлення художника про систему зорі Kеплер-186, що містить планету Кеплер-186f. Вона лежить у зоні життя своєї материнської зорі, а її розміри співмірні з розмірами Землі. Фото з сайту https://aasnova.org.
Як можна виявити життя на інших планетах? Земля, ймовірно, зможе допомогти в цьому, зважаючи на ефект, який називають червоною межею (Red еdge). У недавньому дослідженні Джек О’Мейлі-Джеймс (Jack O’Malley-James) та Ліза Калтенеґґер (Lisa Kaltenegger) з Інституту Карла Саґана при Корнелльському університеті розглянули вплив різних організмів на червону межу й те, як її можна виявити на екзопланетах.
Однією з найбільш захопливих перспектив щодо екзопланет є відкриття таких з них, що можуть мати життя. Однак це потребує знання того, як ототожнювати життя на великих відстанях, що є досить складним завданням.
Світло, яке відбиває екзопланета, — одне-єдине джерело інформації, що мають науковці в цьому квесті. Відбите світло залежить від умов на поверхні та атмосфері планети, і воно може містити головні особливості, які вказують на існування життя. Однак, які це особливості — це вже інше питання. Ось тут стане в нагоді Земля. Завдяки тому, що ми добре знаємо нашу планету, є можливість досить точно імітувати її в якості екзопланети. Ці комп’ютерні моделі можуть допомогти в доборі планет, схожих на Землю, зі спостережень відбитого ними світла.
Спектр відбитого від Землі світла містить унікальну особливість: ефект, який називають червоною межею (червоним краєм), — ділянку швидких змін у ближній інфрачервоній частині спектра. Червону межу спричиняє хлорофіл, який містять земні рослини та організми. У зв’язку з цим постає питання: чи можна червону межу використати для виявлення хлорофілу на інших планетах?
О’Мейлі-Джеймс та Калтенеґґер розглядали, окрім дерев, й інші організми, зокрема ціанобактерії, водорості та лишайники. Спочатку автори використовували спрощену модель Землі, щоб зрозуміти вплив кожного організму. Вони припускали, що всю планету заповнює лише один організм, і визначали вигляд червоної межі для земле подібної атмосфери. Потім вони перевірили той самий сценарій із більш реалістичною Землею, яка мала 30% суходолу та 70% океану.
Науковці також розглядали вплив хмар. Вони перевірили два випадки для кожного сценарію планети: один з ясним небом, а другий із 60% хмарним покривом. Різниця з хмарами була істотнішою для реалістичної моделі планети.
Частка світла, яку на різних довжинах хвиль відбивають різні організми, що містять хлорофіл (корали; дерева; слимак elysia viridis, фотосинтетичний морський слимак; лишайники; водорості; ціанобактерії). Сіра ділянка показує діапазон довжин хвиль, в якому з’являється червоний максимум. Фото з сайту https://aasnova.org.
Червона межа, ймовірно, з’явилася з появою життям на Землі. Дерева відносно молоді мешканці Землі, вони з’явилися лише 500—725 мільйонів років тому. Водорості та лишайники набагато старші — вік їхньої появи близько одного мільярд років, а ціанобактерії, ймовірно, з’явилися щонайменше 2 мільярди років тому. Ці етапи появи живого означають, що планети, схожі на молоду Землю, вже можуть створювати червону межу. Тому можна спробувати виявити екзопланети, які тільки почали формувати життя, і це буде великий крок у правильному напрямку.
За інф. з сайту https://aasnova.org
