Ученые выяснили, какой цвет на самом деле будет признаком обитаемой планеты

С жизнью на Земле в научной среде принято ассоциировать зеленый оттенок планеты. Однако для других планет, аналогичных нашей, сигналом о наличии живых организмов может стать фиолетовый. К такому выводу пришли ученые из США.

Согласно предыдущим исследованиям, указать на присутствие жизни на другой планете способна разница в поляризации видимого и инфракрасного излучения светила, отраженного от планеты. Лучи видимого света поляризуются пигментами, содержащимися, например, в листьях растений, от которых излучение отражается. Тепловое излучение в такой ситуации тоже отражается, но почти не поляризуется. Сравнивая степень поляризации видимого и теплового излучения, ученые могут понять, существует ли жизнь на конкретной экзопланете. При этом у отраженного света планеты есть свой оттенок, который также сигнализирует о наличии или отсутствии жизни.

Исследователи из Корнеллского и Миннесотского университетов (оба — в США) в новой научной работе пришли к выводу, что экзопланета, которая похожа на Землю, но вращается вокруг другой звезды, может выглядеть иначе. Отраженный цвет Земли — зеленоватый, однако экзопланету могут покрывать бактерии, использующие невидимое инфракрасное излучение для фотосинтеза и создающие пурпурное свечение. Соответствующую научную статью опубликовал журнал Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

На Земле многие такие бактерии содержат пурпурный пигмент, который создаст отличительный «световой отпечаток» на территориях, где они преобладают. По словам авторов исследования, с помощью телескопов нового поколения заметить этот пурпурный свет будет возможно.

Авторы исследования изучили, как будут выглядеть в отраженном свете экзопланет пурпурные бактерии / © Cornell University, Ryan Young

Чтобы зафиксировать жизнь на других планетах, даже если она будет выглядеть иначе, чем на Земле, ученые начали составлять базу данных о признаках наличия живых организмов. Команда исследователей каталогизирует цвета и химические признаки, которые позволили бы выявить различные организмы или минералы по отраженному свету экзопланеты.

Окраска бактерий, которых объединяют под названием «пурпурные», на самом деле может быть разной: желтой, оранжевой, коричневой, красной. В них содержатся пигменты, родственные отвечающим за красный цвет помидора и оранжевый — моркови. Фотосинтез у этих бактерий проще, чем у растений: они используют особые формы хлорофилла, поглощают инфракрасное излучение и не выделяют кислород. Исследователи предположили, что такие микроорганизмы были распространены на Земле в самые ранние периоды истории, когда еще не появился фотосинтез растительного типа. Потенциально они могут существовать на экзопланетах, которые вращаются вокруг «красных карликов» — наиболее распространенных в нашей галактике и более холодных, чем Солнце, звезд.

Авторы исследования создали модели планет, похожих на Землю, с разными условиями. Модели содержали «спектры отражения замороженных миров и планет-снежинок, аналогов Земли и океанических миров с различным покрытием поверхности пурпурными бактериями для атмосфер с облаками и без них». По словам ученых, пурпурные бактерии выделяли интенсивно окрашенные биологические сигналы в неодинаковых средах: это указало на высокую вероятность того, что изученные микроорганизмы существуют где-то еще в космосе.

Исследователи отметили: если бы в другой звездной системе обнаружилась «бледно-пурпурная точка», за планетой начали бы пристально наблюдать. Важно исключить другие источники цвета, например разноцветные минералы. Так как, несмотря на современные технологии, обнаружить жизнь в космосе все еще очень сложно, даже наличие одноклеточных организмов в единственном месте могло бы говорить о широком распространении жизни во Вселенной:

«Мы только открываем глаза на эти удивительные миры вокруг нас. Пурпурные бактерии могут выживать и процветать в таких разнообразных условиях, что легко представить, как во многих разных мирах пурпурный цвет может быть просто новым зеленым».