Внеземная жизнь может принимать самые разные формы, но особый интерес вызывает одна из ее разновидностей: внеземные «растения». Как они могут выглядеть и как мы сможем их обнаружить?
На рукаве Ориона в нашей галактике Млечный Путь, примерно в 150 миллионах километрах от желтого карликового солнца, находится планета средних размеров. На краю обширного южного океана скрываются спокойные воды горячо-розового озера. Берега этого озера сверкают белоснежными кристаллическими образованиями, а содержание соли в нем превышает в более чем 38 раз то, что есть в маринованных оливках. Водами озера обитают загадочные микроорганизмы ярко-фиолетового цвета, которые, будучи примитивными, выглядят необычно: они не совсем бактерии и не похожи на известные нам живые существа, но способны выживать в условиях, кажущихся враждебными.
Эта планета — Земля, а озеро находится на южном побережье Западной Австралии. Однако фиолетовые «галобактерии», поддерживающие яркий розовый цвет озера Хиллер, рассматриваются как косвенная подсказка в поисках определенного типа жизни на удаленных мирах: внеземной растительности.
Космос и экзопланеты
За последние три десятилетия астрономы открыли 5,528 экзопланет — множество странных миров, от тех, что погружены в вечную темноту (TrES-2 b), до планеты-призрака, которая вращается вокруг неживой звезды (PSR B1257 12 b). В ближайшем будущем астрономы уверены, что, если жизнь действительно существует за пределами Земли, они смогут увидеть явные знаки внеземного фотосинтеза.
Внеземные растения, вероятно, будут столь же необычны, как это можно вообразить: леса черных деревьев под небом с несколькими солнцами, заросли инопланетных кустов, наклонившихся в одну сторону на фоне вечного заката, плотоядные растения, способные полностью поглощать других внеземных существ.
Планета растительности
Не имеет значения, распознаются ли инопланетные существа как сложные медузы или трехголовые жуки, или они столь странны, что не поддаются представлению — некоторые правила их биологии определяются законами физики. Одно известно точно: для противостояния непреклонному притяжению энтропии, стремящейся уничтожить живые организмы, им необходим источник энергии. Известны три способа извлечь эту энергию из окружающей среды:
- Фотосинтез: Внеземные существа могут получать её непосредственно от света, как это делают растения.
- Хемосинтез: Использование неорганических химических веществ, как это делают определенные виды бактерий.
- Поглощение других организмов: Как делают животные, потребляя другие существа.
На Земле подавляющее большинство жизни делает выбор в пользу фотосинтеза. Оценки показывают, что из 550 гигатонн углерода, содержащегося в живых организмах, примерно 450 гигатонн остаются растительности. Что если большинство жизни во Вселенной фотосинтетическая? Возможно, наш поиск разумных цивилизаций был ошибочен, и нам следовало искать флору, а не фауну все это время?
“Мы знаем, что фотосинтез на нашей планете был успешным практически с начала жизни,” — говорит Нэнси Кианг, биометеоролог.
Тем не менее, поиск внеземной растительности может оказаться довольно сложной задачей.
Умный эксперимент
8 декабря 1990 года блестящий металлический объект пролетел мимо Земли и направил свои инструменты к нам. Это был космический аппарат «Галилео», который начал собирать данные на необычную тему: выяснить, есть ли на нашей планете жизнь. Затем он исчез в глубинах Солнечной системы.
Эксперимент был предложен американским астрономом Карлом Саганом. Идея заключалась в том, чтобы выяснить, можем ли мы обнаружить явные признаки жизни, не спускаясь с небес. «Галилео» отправил данные с оборудования, предназначенного для измерения различных длин волн электромагнитного излучения, и обнаружил многообещающие сигналы.
Среди них был кислород — газ, который может указывать на фотосинтез. Кислород в атмосфере Земли постоянно исчезает в ходе геологических и химических процессов, поэтому его считали однозначным указателем биологической активности растений. Однако более свежие исследования показали, что пустые планеты также могут иметь кислород.
Другим признаком жизни, который «Галилео» нашел на Земле, был определенный пигмент, хлорофилл, свидетельствующий о растительности. Однако он не проявился так, как ожидалось. Растения выглядят зелеными для человеческого глаза, но активно поглощают красный свет и сильно отражают в ближнем инфракрасном диапазоне.
Чтобы обнаружить растения на внеземных планетах, одним из способов является поиск «красного края» на их поверхности. Однако, возможно, эта методология будет ограничена. Считается, что наземные растения эволюционировали около 500 до 725 миллионов лет назад, и на Земле зеленые растения существовали лишь около девятой части её истории.
Эта ситуация может быть верна и для других планет. Возможно, инопланетные миры имеют организмы, которые поглощают свет с эквивалентным «красным краем», но на других длинах волн. Нет никаких оснований полагать, что инопланетная жизнь обязана использовать хлорофилл для захвата энергии от своей звезды.
Некоторые эксперты полагают, что на ранних стадиях истории Земли доминирующей жизнью могли быть галобактерии, что позволяет предположить, что наши попытки поиска внеземной растительности могут основываться на опыте, полученном на Земле.
Странное множество
Каждый год, к концу сентября, обширные участки березовых и рябиновых лесов в Лапландии, Финляндия, внезапно окрашиваются в ярко-желтый цвет. Эта удивительная смена красок поднимает вопросы о том, как могут выглядеть пейзажи на других мирах.
На Земле существует множество различных фотосинтетических пигментов, каждый из которых оптимален для определенных условий окружающей среды. В 2007 году Кианг начала исследовать, смогут ли они использовать эту информацию для предсказания, как будут выглядеть растения на других планетах.
Ученые пришли к выводу, что растения на планетах, вращающихся вокруг более горячих звезд, могут поглощать только синий свет, создавая удивительно осеннюю окраску. Однако этот свет может оказаться слишком интенсивным, и фотосинтетические инопланетяне могут иметь восковую поверхность для отражения части света.
Растительность рядом с более тусклыми звездами может, наоборот, пытаться захватить каждый доступный свет, поэтому она может выглядеть черной.
Долгое ожидание
Несмотря на множество идей о поиске растений на внеземных мирах, существуют определенные ограничения. Основным методом наблюдения за экзопланетами является метод «транзитов» — когда планета проходит между своей звездой и Землей, затеняя свет. В данный момент астрономам редко удается увидеть свет, отражённый от планет напрямую.
Кианг уточняет, что эти ограничения сохранятся как минимум до 2040 года. Однако ожидается запуск обсерватории для обитаемых миров, которая сможет получить первые прямые изображения экзопланет.
Тем временем возможны альтернативные методы. Анализируя свет, исходящий от звезды планеты, можно получить информацию о химическом составе атмосферы. Недавно ученые смогли зарегистрировать сигналы, указывающие на возможное наличие жизни на планете K2-18b.
Еще одной возможностью является использование Огромного телескопа, ожидаемого к завершению к 2028 году, который сможет захватить в 13 раз больше света, чем любой действующий телескоп.
Некоторые планеты уже считаются многообещающими. Примерно в 40 световых годах от Земли находится солнечная система Траппист-1, известная высоким количеством небольших каменистых планет. Две из планет находятся в так называемой зоне Золушки, позволяющей существовать жидким океанам, но малое количество света может затруднить их исследование.
Если в ближайшем будущем человечество обнаружит внеземной фотосинтез, это может произойти на планетах, населенных исключительно странной растительностью.
*Эта статья была обновлена 30/10/23, чтобы уточнить, что ученые экстраполировали о растениях на экзопланетах, основываясь на знаниях о фотосинтетических организмах на Земле.
—
Если вам понравилась эта история, подписывайтесь на рассылку «Список Необходимого» — отобранные материалы, видео и важные новости, которые приходят на вашу почту каждую пятницу.
Присоединяйтесь к одному миллиону поклонников Future, поставив нам лайк на Facebook, или следите за нами в Twitter и Instagram.
Если вам понравилась эта статья, подпишитесь, чтобы не пропустить еще много полезных статей!
Вы также можете найти наши материалы в:
- Telegram: https://t.me/pohodlifeshin
- Youtube: https://www.youtube.com/@pohodlifeshin
- Яндекс Дзен: https://dzen.ru/pohodlife
- Официальный сайт: https://www-genshin.ru
