Свет на экзопланетах может отличаться от света на Земле

Исследователи из Астробиологического центра Национальных институтов естественных наук Японии и их коллеги считают, что красная граница поглощения может наблюдаться на экзопланетах, обращающихся по орбитам вокруг красных карликов спектрального класса М, на тех же длинах волн, что и в случае Земли. 

Красные карлики спектрального класса М представляют собой небольшие (0,5-1 масса Солнца) и холодные (~3000 Кельвинов) звезды, широко распространенные в нашей Вселенной. По причине многочисленности этих звезд в последнее время их планетные системы вызывают большой научный интерес при поисках потенциально обитаемых планет.

Одним из наиболее важных признаков, указывающих на наличие жизни на экзопланете, является особая картина отражения света от поверхности планеты, демонстрирующая так называемую «красную границу поглощения» (red-edge), связанную с растительностью, такой как леса и луга. В случае Земли красная граница поглощения наблюдается между красным краем видимого диапазона и ИК диапазоном, поскольку красный свет поглощается для фотосинтеза, в то время как ИК излучение отражается. В предыдущих исследованиях были сделаны прогнозы о том, что положение красной границы поглощения на экзопланетах определяется спектром излучения родительской звезды, и на планетах, обращающихся вокруг красных карликов спектрального класса М, красная граница поглощения будет смещена в сторону более длинных волн, поскольку потенциальные организмы на экзопланетах широко используют ИК излучение для фотосинтеза.

В новом исследовании авторы показывают, что первые оксигенные фототрофы, вероятнее всего, эволюционировали под водой, приспособившись к использованию видимого света, подобно тому, как это происходило в первичном океане на Земле. Авторы изучили механизмы усвоения света фототрофами, использующими соответственно видимое и инфракрасное излучение для фотосинтеза, и показали, что фототрофы, использующие в своей жизнедеятельности ИК-излучение, не способны адаптироваться к изменяющимся световым условиям на границе воды и суши.

Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports; главный автор Кенжи Такизава (Kenji Takizawa).