Как сообщает журнал «Сайентифик Америкен» (США) за апрель сего года, биометеорологи НАСА предложили методику, позволяющую обнаружить инопланетные растения! А от наличия растительности, как всем понятно, один шаг до животной, а может быть, и до разумной жизни.

Прорыв в проблеме

Судя по всему, дело поиска внеземных цивилизаций перестает быть вотчиной любителей, фантастов или уфологов. Мы, к сожалению, до сих пор не обнаружили следов разумной жизни на других планетах, но зато теперь сможем усмотреть даже на внесолнечных планетах физические и химические признаки фундаментальных жизненных процессов. Кстати, к настоящему моменту насчитывается более двухсот зарегистрированных внесолнечных планет. В июле прошлого года астрономы сообщили о присутствии на одной из них водяных паров, которые они усмотрели при прохождении света от центральной звезды через планетную атмосферу. Сейчас крупнейшие астрофизические центры разрабатывают специальные телескопы для поисков признаков жизни на земноподобных планетах с помощью спектральных анализов излучений их центральных звезд, проходящих через планетные атмосферы.
Очевидно, что важнейшим достижением этой работы было бы выявление фотосинтеза на других планетах, что вполне вероятно. На Земле этот процесс проходит столь успешно, что стал фундаментом всей земной жизни. Хотя у нас есть организмы, живущие без солнечного света (например, в океанских глубинах, где они обитают за счет термальных источников и сернистых бактерий), все же богатейшие экосистемы на поверхности планеты целиком зависят от солнечного излучения.

Признаки наличия фотосинтеза

О наличии фотосинтеза на планете можно было бы судить по двум признакам. Прежде всего, по обнаружению в планетной атмосфере газов биологического происхождения, таких как кислород и его производный - озон. Второй признак заключается в цвете поверхности планеты, что означало бы присутствие особых пигментов, как, например, зеленого хлорофилла. Еще около ста лет назад астрономы пытались объяснить сезонные потемнения поверхности Марса ростом зеленых растений. Эту проблему, между прочим, подметил Герберт Уэллс в романе «Война миров», в котором он писал: «Растительное царство Марса оказалось не зеленым, как у нас, а кроваво-красным». Хотя мы знаем сегодня, что сезонные потемнения Марса объясняются не ростом растений, а пылевыми бурями, все же нельзя отказать Уэллсу в прозорливости, когда он писал, что растения на других планетах могут быть не обязательно зелеными! Даже земные организмы, существующие за счет фотосинтеза, отличаются разнообразием цветов. К примеру, некоторые наземные растения у нас имеют красные листья, а подводные водоросли и некоторые микроорганизмы могут светиться всеми цветами радуги.

Капризы фотонов

Энергия спектра солнечного света у поверхности Земли достигает максимума на его зелено-голубом участке, что долго не могли объяснить ученые. Поскольку растения отражают зеленый цвет, они тем самым растранжиривают самую ценную составляющую света. Позже выяснилось, что интенсивность фотосинтеза не зависит от общего количества световой энергии, а определяется количеством энергии, приходящейся на один фотон, и общим количеством фотонов.
Ввиду того, что голубые фотоны несут больше энергии, чем красные, Солнце излучает как раз по большей части красные фотоны. Растения «потребляют» голубые фотоны, повышающие их качество, а красные - фотоны, увеличивающие их количество. Зеленые фотоны, лежащие посредине, поглощаются растениями в меньшем количестве.
То, как растения «питаются» солнечной энергией, представляет собой настоящее чудо природы. «Фотосинтетические» пигменты, такие как хлорофилл, являются не изолированными молекулами. Они работают в сети подобно лучам антенны, причем каждый из лучей настроен на фотоны с определенной длиной волны. Хлорофилл преимущественно поглощает красный и голубой цвета.

Цвета инопланетных растений

Итак, какой цвет должны иметь инопланетные растения? Многое зависит от количества энергии, потребляемой растением с помощью фотосинтеза от родительской звезды. А фотосинтез адаптируется (приспосабливается) к спектру лучей, достигающих растения. Этот спектр образовался в результате совмещения спектра излучения родительской звезды и его фильтрации в атмосфере планеты. Свет любого цвета - от глубокого фиолетового до красного может активизировать фотосинтез. Растения планет, обращающихся вокруг более горячей и более голубой звезды, чем наше Солнце, будут поглощать преимущественно голубой свет и могут иметь цвета от желтого до красного.
Вокруг холодных звезд, таких как коричневые карлики, планеты получают мало видимого света, так что их растения пытаются извлечь из окружающего пространства как можно больше световой энергии. В итоге эти планеты становятся в наших глазах черными.
На представленных здесь иллюстрациях показаны четыре «планеты»: черная, красная, зеленая и голубая. Черная вращается вокруг коричневого карлика типа М, красная - вокруг молодой и очень горячей звезды, «зажарившей» поверхность «планеты» (так что немногие оставшиеся живые существа погрузились под воду), зеленая - это наша Земля с зеленой растительностью и голубая - вращается вокруг звезды типа F, желая как можно большего отражения падающей на нее световой энергии.

Зоны обитания

При изучении пигментов фотосинтеза на других планетах исследователи должны быть готовыми к разным неожиданностям (например, к встрече с планетой на любой стадии ее развития). Во многом эти стадии определяются типом центральной звезды. Астрономы классифицируют звезды по их цвету, зависящему от температуры, размера и возраста. Лишь некоторые типы достаточно долговечны, чтобы на них возникла жизнь.
Эти типы (от самой горячей звезды до самой холодной) следующие: F, G, К и М. Наше Солнце относится к типу G. Звезды типа F крупнее, ярче и голубее и в них хватит «горючего материала» минимум на два миллиарда лет. Звезды типа К и М меньше по размерам, они светятся тусклым красным светом и имеют большой возраст.
У всех этих звезд есть зоны обитания, то есть пространства, в которых могут существовать планеты и поддерживаться приемлемая температура. В нашей Солнечной системе зона обитания охватывает орбиты Земли и Марса. У звезды типа F зона обитания для земноподобных планет весьма обширна, а у звезд типа К или М зона гораздо уже. Планета в зоне обитания у звезд F или К получает столько же световой энергии, как и наша Земля, так что с качеством фотосинтеза у нее все в порядке.
Звезды типа М, иначе называемые коричневыми карликами, привлекают особый интерес астрономов, поскольку они представляют собой наиболее распространенный тип в нашей галактике. Эти звезды излучают значительно меньше световой энергии, чем Солнце.