Все оттенки жизни
В 1990 г. по идее знаменитого ученого и популяризатора науки Карла Сагана дальний космический зонд Voyager 1 неожиданно развернулся в полете и, оглянувшись назад, сделал фотографии планет Солнечной системы. Самой знаменитой из них и стала «бледно-голубая точка» (Pale Blue Dot), Земля с рекордного расстояния около 6 млрд км. Ничтожная соринка, подвешенная в солнечном луче — такая крохотная и такая бесконечно важная для нас: фотография обрела статус одного из культовых изображений современности.
Мы и сами давно привыкли к тому, что «Земля — голубая планета». А как обстоят дела у соседей? Какой цвет будет ассоциироваться с родиной у обитателей других миров, подобных нашему? Каким оттенком блеснет их планета издалека? Вопросом этим занялись работающий в Германии астроном Сиддхартх Хеджд (Siddharth Hegde) и его американская коллега Лиза Кальтенеггер (Lisa Kaltenegger). И вопрос это вовсе не праздный: авторы отмечают, что цвет нашей планеты тесно связан с ее составом и свойствами, а значит — и с условиями, подходящими для жизни. Бледно-голубой оттенок Земли обусловлен океанами, покрывающими около 70% ее поверхности, но также и ледяными шапками полюсов, пространствами пустынь, покрытой лишайниками тундры и зеленых лесов.
Кстати, именно зеленые просторы суши, охватывающие более 60% ее поверхности, создают эффект, известный, как «красная граница» земного спектра: резкое повышение поглощения света в ближнем ИК-диапазоне, которое проявляется в период активной вегетации за счет наращивания количества хлорофилла, использующего для фотосинтеза излучение именно этих длин волн. По мере вращения Земли далекому наблюдателю будет представать то ее часть, покрытая водой, а то цветущий материк, и колебания «красной границы» будут вполне заметны.
И если вообразить себе далекую экзопланету, достаточно похожую на Землю, с большими пространствами воды и цветущих растительных угодий, то ее оттенок и колебания этого оттенка могут стать весьма важным индикатором происходящего на планете. Как же он может проявлять себя? Авторы провели моделирование и оценили возможные окраски планет земного типа в зависимости от площади водяных резервуаров на ее поверхности, интенсивности растительной вегетации, бактериальной активности, минералов и массы других факторов (атмосфера в работе считалась полностью прозрачной).
Они пришли к выводу о том, что если мы будем иметь возможность прямого наблюдения планеты — примерно такого, которое Voyager 1 провел в 1990 г. над Землей — то нюансы ее окраски вполне способны дать ясные указания на то, насколько пригодна планета для жизни. Более того, авторы предлагают использовать такие наблюдения в качестве индикатора того, насколько интересна экзопланета для детального исследования: скажем, «голубые миры» явно более предпочтительны, чем «красные точки» наподобие мертвого Марса.
По публикации MIT Technology Review / Physics ArXiv Blog