Какого цвета обитаемые планеты?

  Дата публикации: 29 Март 2012 l автор:

Какого цвета обитаемые планеты?

 

Взгляните на снимок Земли из космоса: вода — голубая, растительность — зелёная. А может так случиться, что последняя окажется красной, фиолетовой, синей?

Вопрос далеко не праздный: в скором времени охотники за экзопланетами смогут получать намного больше информации, чем когда-либо. На что стоит обращать внимание прежде всего при поиске фотосинтетической активности? Казалось бы, ответ очевиден: кислород. Но только если фотосинтез происходит так же, как на Земле, — с выделением кислорода. Не будем забывать, что «наш» фотосинтез начинался в ином режиме.

Другой вариант — цвет поверхности планеты с учётом особенностей излучения местной звезды.

Фотосинтез — это биохимическая реакция, производящая энергию и создающая новую биомассу за счёт энергии солнечного света. Дабы использовать энергию по назначению, специальные молекулы подстерегают фотоны с определённой длиной волны. Полученная энергия передаётся в «реактор», где вода разлагается, и освобождённые электроны начинают своё путешествие по клеточной мембране. В качестве побочного продукта выскакивает кислород.

На Земле бóльшая часть светособирающих молекул — зелёные. Этот цвет обусловлен тем спектром света, который достигает поверхности планеты. Два фактора играют роль, когда встаёт вопрос о том, какие фотоны использовать: количество света и его энергия. Синие фотоны несут много энергии, но их мало; красные менее энергичны, но встречаются чаще. Зелёные фотоны находятся в незолотой середине: у них мало энергии и они не слишком обильны. Поэтому земная экосистема выбрала зелёный цвет — для отражения этих ненужных фотонов.

Соответствующим образом можно предположить, как обстоят дела на других планетах. Возникновение растительности наиболее вероятно там, где звёзды горят достаточно долго, чтобы дать возможность развиться сложным формам жизни. Это светила спектральных классов F, G, K и M. F — большие и горячие, их свет насыщен энергией. М — маленькие и холодные, они имеют более низкий энергетический спектр. G и K расположены где-то посередине. Планеты, находящиеся в системах F-звёзд, получают большую дозу синего цвета, поэтому местной растительности надо отражать избыток фотонов высокой энергии, и листья там, скорее всего, голубые. На планетах M-систем в почёте все фотоны, и там эволюционно выгодными будут такие пигменты, которые позволяют впитывать свет любой энергии. Скорее всего, тамошние растения обладают радужной окраской, есть даже чёрные экземпляры, которые поглощают все длины волн в пределах видимого спектра.

В 2006 году Джон Рейвен из Университета Данди и Чарльз Кокелл из Открытого университета (оба — Великобритания) опубликовали несколько любопытных рассуждений на эту тему. По их расчётам, для того чтобы на Земле протекал фотосинтез при отсутствии Солнца, на небе должно быть в 10 млн раз больше звёзд. Если бы Луна каким-то фантастическим образом вдруг оказалась единственным источником света на планете, его хватило бы на фотосинтез, но только в очень небольших масштабах. Фотосинтез может протекать и при искусственном освещении.

Джек О’Мэлли-Джеймс из Университета Сент-Эндрюс (Великобритания) и его коллеги вышли за рамки занимательной биофизики и проанализировали двойные системы со звёздами классов G и M (о предварительных результатах этих штудий «КЛ» уже сообщала). Главное: растительность на планетах таких систем получает свет то одного, то другого вида.

Быть может, это привело бы к возникновению микроорганизмов, способных в течение какого-то времени усваивать один свет, а затем оперативно перестраиваться?

Г-н О’Мэлли-Джеймс отмечает, что подобная способность потребовала бы значительных энергетических инвестиций. Если одна из звёзд даёт достаточно энергии, то такая перестройка никому не нужна. Ну а если приходится ловить свет обоих светил, то, возможно, инвестиции в двойную систему фотосинтеза были бы оправданны.

 

Дмитрий Целиков

science.compulenta.ru

Рекламный блок

Прокомментировать

Вы должны быть авторизованы для комментирования.