Розвиток засобів прямого виявлення екзопланет йде повним ходом і ставить перед дослідниками питання: як отримані зображення екзопланет і экзолун можна використовувати для визначення їх населеності? Астрономи з Німеччини і США, провівши моделювання різних варіантів такої «забарвлення», прийшли до висновку, що по ній можна судити про наявність і навіть до деякої міри про склад біосфери.

Як виглядає з космосу Земля, відомо: у 1990 році на прохання Карла Сагана «Вояджер-1» сфотографував планету з видалення в 6 млрд км. Результат був передбачуваний: 0,12 пікселя, або «бліда блакитна точка» (Pale Blue Dot).

Сиддхарт Хедж з Інституту астрономії Товариства Макса Планка (Німеччина) і Ліза Калтенеггер з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики (США) зазначають: такий колір на 100% обумовлений обитаемостью Землі, в основному водою, що вкриває 70% її поверхні. Крім того, значний внесок дають рослинність (якою покрито 60% твердої поверхні), сніг, пустелі тощо

Однак так виглядала планета не завжди, і дуже ймовірно, що такого кольору немає в багатьох потенційно жилих планет за межами нашої Сонячної системи.

Більш того, гіпотетичний спостерігач (з апаратурою відповідного рівня) з іншої зоряної системи розгледить не тільки цей (блакитний) колір. Давно відомо, що при добовому обертанні Землі поглинання червоного світла періодично різко падати («червоний край») - по мірі того, як від океанських просторів інопланетний телескоп буде переходити на вкриті лісовою рослинністю (відображає світ в червоному діапазоні спектра) простору суші. Альбедо рослин в середньому зросте з 680 до 730 нм, з 5 до 50%, що не можна не помітити. Однак, підкреслюють вчені, життя надасть індикатори такого роду лише при дотриманні ряду умов. Навколо зірок відмінного від Сонця спектрального класу можливий «синій край», коли (щоб уникнути перегріву більш короткохвильовим випромінюванням) альбедо рослин буде різко зростати не в червоній та інфрачервоній частинах спектра, а в ультрафіолетовій і фіолетовою.

З іншого боку, зазначають дослідники, аналіз кольору здатний допомогти при виявленні менш розвиненою життя - наприклад, экстремофильной. Лишайники, біоплівки, цианобактериальные мати ефективно виявляються за специфічними квітам, і їх домінування, безсумнівно, додасть поверхні планети свої відтінки.

В цілому автори роботи при виборі об'єктів рекомендують віддавати перевагу планет блакитній частині спектра перед червонуватими типу Марса. Серед іншого такий колір сигналізує про значне присутності рідкої води, що підвищує шанси на виявлення життя.

В той же час залишаються варіанти, які не піддаються виявленню названим способом. Грунтові экстремофилы для захисту від ультрафіолету та інших загроз можуть зовсім зникнути з поверхні, і тоді їх вплив на колір екзопланети буде мінімально. Дуже складно також спостерігати планети з серйозною хмарністю...

І ще одне. Сучасний науковий світ не цілком твердо впевнений у винятковості нинішніх відтінків земної тверді. Адже в інші геологічні епохи забарвлення міг відрізнятися від сьогоднішнього, чи не так? Скажімо, гіпотеза «пурпурової Землі» передбачає, що у період виникнення життя планета цілком могла виглядати не зеленою, як сьогодні, а червоно-фіолетового. В процесі фотосинтезу стародавні автотрофы могли користуватися не хлорофілом, а зовсім іншою речовиною, наприклад, бактериохлорофиллом. Його і сьогодні застосовує група фотосинтезуючих протеобактерій, що мешкають у воді. Вони містять червоні пігменти: бактериохлорофиллы a і b, а також каротиноїди, надають їм пурпурний колір. Такі пігменти дозволяють ефективно використовувати (поглинати) світло зеленої частини спектру. Так от, якщо вірити «пурпурової Землі», крім бактериохлорофилла, перші автотрофы могли використовувати для фотосинтезу альдегід вітаміну А, що також повинно було надавати їм специфічний червоний колір.

До речі, передбачається, що зелений колір хлорофилловые організми набули випадково - в конкуренції з пурпуровими. Після витіснення тих, первинних автотрофов зелений закріпився як загальна риса фотосинтезуючих організмів. Словом, якщо гіпотеза вірна, то зелений колір навіть в умовах життя під солнцеподобной зіркою випадковий, а тому не може розглядатися як достовірне свідчення високорозвинутої життя.

З препринтом відповідного дослідження можна ознайомитися тут.

Підготовлено за матеріалами Technology Review.