Képzelje el, hogy egy vörös nap által megvilágított bolygón jár. Itt nincs napkelte vagy naplemente.
Egy nagy izzó tűzgolyó lóg folyamatosan az égen. A nagy kövek, dombok és hegyek árnyékai évezredek óta nem változtak. De gyors felhők rohannak át az égen, hideg, nedves levegőt hozva a félgömbről, ahol az örök éjszaka uralkodik. Néha a széllökések olyan erősek, hogy nemcsak tátongó űrhajósokat, hanem nehéz felszereléseket is fel tudnak emelni a levegőbe. Van-e hely ezen a világon az élő szervezetek számára? Vagy a vörös csillagok közelében lévő bolygók élettelen kozmikus testek, nappal pokolian meleg, éjszaka pedig hűvös? Nem ez az első eset, hogy ez a kérdés felmerül a tudományos közösségben, és ennek több oka is van.
Találja meg, amit nem lát
Az exobolygók keresése meglehetősen nehéz tudományos feladat, mivel a legtöbbjüket közvetlenül teleszkóppal nem tudjuk megfigyelni. Sokféle módon lehet megtalálni őket, de a híradásokban leggyakrabban a radiális sebesség (Doppler-módszer) és a tranzit módszert említik. Az első lényege, hogy a tudósok a csillag spektrumát tanulmányozzák, és megpróbálják a Doppler-effektust felhasználva észrevenni benne egy vagy több bolygó jelenlétének jeleit. A helyzet az, hogy a bolygó a pálya mozgása során egy csillagot is magához vonz, és arra kényszeríti, hogy mintha a forradalom időszaka alatt időben "mozogna". Az ilyen ingadozások amplitúdója a bolygó tömegétől, a bolygó és a csillag távolságától, valamint attól a szögtől függ, amelyen a Földről érkező megfigyelő a bolygó pályájára néz. Ha az exobolygó elég masszív és csillagához közel kering,és a pályája a Naprendszertől peremre esik, nagy lesz az esélye annak megtalálásának. A pálya sugarának növekedésével vagy egy idegen bolygó tömegének csökkenésével azonban egyre nehezebb megtalálni. Tehát ez a módszer sokkal hatékonyabb lesz a nehéz bolygók megtalálásában a csillag közelében lévő pályákon. Sőt, a sugársebességek módszere csak a bolygó tömegének lehető legkisebb értékét határozza meg, mivel a spektrális vonalak eltolódásának tanulmányozásával a kutatók nem tudják megtudni, hogy milyen szögben látható egy idegen csillagrendszer. Így fedezték fel a Proxima Centauri körüli bolygókat és a Gliese 581 csillagot.a sugársebességek módszerével csak a bolygó tömegének lehető legkisebb értékét határozzák meg, mivel a spektrális vonalak elmozdulásának tanulmányozásával a kutatók nem tudják megtudni, hogy milyen szögben látható egy idegen csillagrendszer. Így fedezték fel a Proxima Centauri közelében található bolygókat és a Gliese 581 csillagot.a sugársebességek módszerével csak a bolygó tömegének lehető legkisebb értékét határozzák meg, mivel a spektrális vonalak eltolódásának tanulmányozásával a kutatók nem tudják megtudni, hogy milyen szögben látható egy idegen csillagrendszer. Ilyen módon fedezték fel a Proxima Centauri közelében lévő bolygókat és a Gliese 581 csillagot.
A második módszerrel végzett kutatások elvégzése érdekében a tudósok nagyon pontosan mérik a csillag fényerejét, és megpróbálják megtalálni azt a pillanatot, amikor az exobolygó áthalad a Föld és a Föld között. Ebben a pillanatban a csillag fényereje kissé csökken, és a kutatók képesek lesznek levonni néhány következtetést az idegen csillagrendszer paramétereiről. A módszer azért is érdekes, mert egyes esetekben képet ad az exobolygó légköréről. Az a tény, hogy a szállítás során egy csillag fénye áthalad a légkör felső rétegein, ezért a spektrumokat elemezve megpróbálhatjuk legalább durván megbecsülni kémiai összetételét. Például ily módon a csillagászok oxigén- és szénnyomokat fedeztek fel a HD 209458b bolygó légkörében, amely ismertebb nevén Osiris. Igaz, valamivel könnyebb tanulmányozni az Osirist, mert ez egy hatalmas bolygó, tömegével valamivel kisebb, mint a Jupiter, de rendkívül közel helyezkedik el a csillagához. A tranzit módszer hátrányai közé tartozik az az alacsony valószínűség, hogy a bolygó pályájának síkja közvetlenül a Naprendszer és egy másik csillag közötti látóvonalon fekszik. A valószínűséget az extrapoláris bolygó sugárának és a csillag sugárának arányaként becsüljük meg. Sőt, ez a valószínűség csökken az orbitális sugár növekedésével és az exobolygó méretének csökkenésével. Például annak valószínűsége, hogy tranzit módszerrel észleljük Földünket a szomszédos csillagoktól, csak 0,47%. És még akkor is, ha a Föld és a Nap pályája kiderül, hogy egy idegen megfigyelő ugyanazon a látóhatáron van, ez egyáltalán nem garantálja bolygónk pontos felismerését. A megbízható megerősítés érdekében többször is észre kellene venni a Föld áthaladását a Nap korongján a forradalmi időszak pontos meghatározása érdekében. Része annak, ami megmenti a helyzetethogy nagyszámú csillag tekinthető meg a tranzit módszerrel. Például a híres Kepler-távcső folyamatosan megfigyel mintegy 100 000 csillagot. A tranzit módszer, csakúgy, mint a radiális sebesség módszer, érzékenyebb lesz a nagy bolygókra közeli pályákon.
Tranzit módszerrel felfedezett exobolygók. Évek óta.
Természetesen a sugárirányú sebességeken és az átmeneteken kívül még több módszer létezik az extranoláris bolygók kimutatására. Például létezik gravitációs mikrolencse, asztrometriás módszer vagy közvetlen optikai megfigyelés. Ezek a módszerek csak a csillagoktól viszonylag nagy távolságban lévő bolygók esetében hatékonyabbak. Mindeddig azonban ezek a keresési módszerek korántsem olyan hatékonyak, és a segítségével felfedezett bolygók száma nem haladja meg a több tucatot.
Promóciós videó:
Gravitációs lencse.
Hirtelen hősök
Természetesen sokan szeretnének találni egy életre alkalmas bolygót, a "második Földet", ahogy egyes újságírók nevezték. A bolygó életének eredetéről azonban csak egyetlen ismert példánk van - a saját Földünk. A probléma megfogalmazásának egyszerűsítése érdekében a tudósok bevezették az úgynevezett "lakható zóna" vagy "Goldilocks zóna" fogalmát. Ez a csillag körüli térrész, ahol a kapott energia mennyisége elegendő a folyékony víz létezéséhez a felszínen. Természetesen egy ilyen koncepció nem veszi figyelembe például egy exobolygó reflektivitását, a légkör összetételét, a tengely dőlését és így tovább, de lehetővé teszi számunkra, hogy nagyjából megbecsüljük a számunkra érdekes űrtestek elterjedtségét. A "Goldilocks zone" név a három medve (eredetileg - "Goldilocks és a három medve") meséjéhez kapcsolódik, amelyben egy lány három medve házában találja magát.próbál ott kényelmesen elkényelmesedni: különféle tálakból kását kóstolja meg, és különböző ágyakon fekszik. És az első csillag, amely bolygót talált a lakható zónában, a Gliese 581. Két, egyszerre két bolygót, a Gliese 581 c és d, a lakható zóna meleg és hideg határán, radiális sebesség módszerrel fedezték fel a chilei La Silla Obszervatórium HARPS spektrográfiáján. Sőt, a lehetséges tömegük alsó határa (5,5, illetve 7 földtömeg) alapján szikla testek lehetnek.lehetséges tömegük alsó határa alapján (5,5, illetve 7 földtömeg) ezek sziklatestek lehetnek.lehetséges tömegük alsó határa alapján (5,5, illetve 7 földtömeg) ezek sziklatestek lehetnek.
Később 2010-ben a Santa Cruz-i Kaliforniai Egyetem és a washingtoni Carnegie Intézet tudósai bejelentették a Gliese 581 g bolygó felfedezését, amely a lakható zóna kellős közepén található. A bolygó még egy nem hivatalos nevet is kapott - Zarmina - az exobolygókereső csoport vezetőjének, Stephen Vogt feleségének tiszteletére. A felfedezés megrendítette a nyilvánosságot. A csillagrendszer mostantól folyamatosan megjelent a "sárga" újságok hírlevelében és a tudományos-fantasztikus oldalakon. A Gliese 581 g bolygóról érkeztek gonosz idegenek, akik megtámadták a Földet a 2012-es "Tengeri csata" című filmben. Más tudományos csoportok azonban nem erősítették meg a Gliese 581 g felfedezését, az eredményeket inkább a megfigyelések feldolgozásának hibájával és maga a csillag aktivitásával magyarázta. A Vogt-csoport és más "exobolygók" között több évig folytak a veszekedések, amelyek nem az ő javára végződtek. Zarmina valószínűleg csak a kutatók képzeletében létezett.
De az új felfedezések nem vártak sokáig. A Kepler távcső megjelenésével a lakható zónában lévő bolygók egymás után zuhogtak. A Kepler-186f, a Kepler-438 b, a Kepler-296 e, a Kepler-442 b és számos más exobolygó felfedezésére került sor az űrtávcső működése során. De kiderült, hogy túlnyomó többségükben van egy közös vonás - mind a vörös törpék körül forognak. A vörös törpék kis tömegű és hűvös csillagok, amelyek felületi hőmérséklete 3500K körül van. Ez nem sokkal magasabb az izzószál tekercsének hőmérsékleténél. Az ilyen csillagok gyengén ragyognak, de sokáig élnek, mivel a hidrogénkészleteket nagyon lassan fogyasztják. A Napnál tízszer kisebb tömegű vörös törpe elméletileg évezredekig fog ragyogni, ami sok nagyságrenddel nagyobb, mint az Univerzum kora. Apropó,a nemrégiben felfedezett Proxima b és TRAPPIST-1 bolygók szintén hasonló halvány csillagok körül keringenek. A Proxima b a legközelebbi exobolygó, amely a lakható zónában helyezkedik el. Valószínűleg ez egy sziklás test, ami azt jelenti, hogy a tengerek és az óceánok létezése nincs kizárva, ha van légkör. Igaz, a bolygót radiális sebesség módszerrel fedezték fel, így tömegének és sűrűségének pontos értékét még nem ismerjük. Nos, a TRAPPIST-1 csillagnak egyszerre több bolygója van, elméletileg feltételei lehetnek a folyékony víz létezésére a felszínen. Valójában a vörös törpék életzónájának ilyen rengeteg bolygója egyáltalán nem jelenti azt, hogy gyakrabban jelennek meg ott, mint például sárga csillagokban. Mivel a késői spektrumú csillagok (hideg és vörös) néha 10 000-szer kevesebb energiát bocsátanak ki, mint a Nap,az élőhely zóna sokkal közelebb helyezkedik el hozzájuk. És itt már kezd működni az extracelláris bolygók keresésének módszerei. Ha a "Goldilocks zóna" közelebb van a csillaghoz, akkor könnyebb exobolygókat találni benne. Ezenkívül úgy gondolják, hogy a vörös törpék a legelterjedtebb csillagállomány-típusok, és ezek körülbelül 70% -a található a Galaxisban. Kiderült, hogy sokkal gyakrabban nyitjuk meg őket.
TRAPPIST-1, amelyet a művész lát a hét ismert bolygó közül kettő átszállításakor.
Világok a vörös nap alatt
A Gliese 581 közelében található bolygók felfedezéséről szóló első publikációk után vita alakult ki a lehetséges közösségben élhetőségükről a tudományos közösségben. Ha a vörös csillagok körül keletkezhet és kialakulhat az élet, ez komolyan növelné elterjedtségét az Univerzumban. Sőt, a bioszféra a vörös nap alatt álló bolygókon sokkal tovább létezhet, mint a földi, ami azt jelenti, hogy több lehetőség lenne a fejlődésre, mielőtt egy intelligens faj megjelenik. Végül is még csillagunk, látszólag olyan stabil csillag, 1 milliárd év alatt olyan fényessé válhat, hogy a Föld felszíne sivataggá válik. Az élet minden bizonnyal fennmarad a felszín alatt, de inkább túl fog élni, mint fejlődni. De a vörös százéves támogathatja bioszféráját több tíz, ha nem százmilliárd évig. Csábító ötlet, de a kutatások azt mutatjákhogy vörös törpéknél minden korántsem olyan egyszerű. És ahhoz, hogy az élet egy ilyen csillagrendszerben létrejöjjön és fejlődjön, sok nagyon súlyos problémát kell leküzdenie.
Árapály markolat
Amikor a Holdra nézünk, mindig a tengerek ugyanazt a mintázatát látjuk - sötét foltok a műholdunk felszínén. Ez azért történik, mert a Föld és műholdja szinkron módon forog, és a Hold egy fordulatot tesz a tengelye körül ugyanabban az időben, amennyi a Föld körüli megkerüléséhez szükséges. És ez nem véletlen. A tengely körüli forgását bolygónk árapályerõi függesztették fel. És ez a kép nagyon gyakori a Naprendszerben. A Mars és az óriásbolygók műholdjai, a Plútó-Charon rendszer - hosszú időbe telhet a kozmikus testek felsorolása szinkron forgással. Még a Merkúr is, amely első ránézésre nem engedelmeskedik ennek az elvnek, szintén orbitális rezonanciában van. Az ottani sziderális napok 58,65 Föld-napig tartanak, és a bolygó 88 nap alatt forradalmat hajt végre a Nap körül. Vagyis a Merkúr napja az év 2/3-a. Egyébként e hatás miatt,valamint a bolygó meglehetősen hosszúkás pályája, vannak olyan pillanatok a Merkúr égboltján, amikor a Nap mozgása az égen hirtelen leáll, majd az ellenkező irányba halad.
A földi bolygók összehasonlító méretei (balról jobbra: Merkúr, Vénusz, Föld, Mars).
A számítások azt mutatják, hogy nagy valószínűséggel a vörös törpék lakható zónájának összes bolygója mindig egy féltekével néz szembe a csillaggal. Legjobb esetben olyan rezonancia lehetséges, mint a Merkúr forgása. Sokáig azt hitték, hogy ilyen körülmények között az egyik félteke vörös-forró lesz a világítótest állandó közvetlen sugara alatt, a másik pedig az örök hideg királysága lesz. Sőt, néhány légköri gáz akár az éjszakai oldalon is megfagyhat. Ám az árapályerők által elfoglalt Föld-szerű bolygók légkörének modellje, amelyet a Kaliforniai Műszaki Intézet tudósai készítettek 2010-ben, azt mutatja, hogy a levegő burkolatának lassú forgása esetén is nagyon hatékonyan kerül át a hő az éjszakai oldalra. Ennek eredményeként az éjszakai oldal hőmérséklete nem csökkenhet 240K (-33Co) alá. És elég erős szélnek is járnia kell egy ilyen bolygón. Ludmila Karone és munkatársai, a Leuveni Katolikus Egyetem által kifejlesztett légköri modellek szerint szuperrotációs hatásnak kell fellépnie a felső légkörben. Nagyon gyors szél kering folyamatosan egy ilyen bolygó égtája mentén, amelynek sebessége eléri a 300 km / h-t és még ennél is nagyobbat. A légi utazás egy ilyen világban nagyon kockázatos vállalkozás lenne.
Egy másik 3D-szimuláció, amelyet Manoja Joshi vezette tudóscsoport végzett, kimutatta, hogy a földi légkör nyomásának csak 10% -a elegendő ahhoz, hogy hatékonyan továbbítsa a hőt a bolygó éjszakai oldalára. Ebből a modellből az is következik, hogy a bolygó napraforgó pontján (a csillaghoz legközelebb eső régió) nem egy megégett sivatag lesz, hanem egy óriási légköri ciklon - örök hurrikán, amely nem mozog, hanem egy helyen áll. Ezeket az adatokat a National Geographic Channel felhasználta az Aurelia and the Blue Moon című dokumentumfilm-minisorozat készítéséhez, ahol Joshi maga is tanácsadóként tevékenykedett. Igaz, az élet fejlődéséhez csak egy kényelmes hőmérséklet nem elegendő. További kutatások kimutatták, hogy ha az exobolygó vízellátása nem túl nagy, akkor fennáll annak a veszélyehogy nagy része a széllel az éjszakai oldalra költözik és ott megfagy. Fokozatosan a jégtömegek visszaköltöznek az éjszakai oldalról, de ennek ellenére fennáll annak a veszélye, hogy a bolygó száraz sivataggá válik. Az, hogy milyen gyorsan szállítja a nedvességet az éjszakai oldalra és vissza, sok tényezőtől függ, beleértve a kontinensek konfigurációját, a légkör kémiai összetételét és sűrűségét, stb. Ugyanakkor egy kellően mély óceán folyékony marad a jég alatt, ami megakadályozza annak teljes megfagyását is. Egyébként a vörös törpékben a Föld-szerű bolygók kialakulásának folyamatának modellezése csak sokkal magasabb víztartalmat mutat a Földhöz képest. Yann Alibert és Willie Benz Asztronómia és asztrofizika című folyóiratában megjelent műve azt mutatjahogy egyes esetekben a H2O aránya akár 10 tömeg% is lehet. Érdekes, hogy ha a bolygóknak éppen ellenkezőleg, sűrű légköre van, akkor fennáll a lehetőség az árapály leküzdésére. A sűrű atmoszféra forgási pillanata átkerül a bolygóra, ennek következtében a nap és az éjszaka ismét megváltozni kezdhet rajta. Igaz, ezek a napok és éjszakák elég sokáig tarthatnak.
A National Geographic Channel filmje, az Élet más világokban című film. Kék Hold.
Változékonyság
Egy másik, még súlyosabb probléma, hogy a vörös törpék gyakran nagyon viharos tárgyak. Legtöbbjük változó csillag, vagyis olyan csillag, amely megváltoztatja a fényességet a bennük vagy a közelében zajló fizikai folyamatok eredményeként. Például ezek a csillagok gyakran mutatják a BY Dragon típusú változatosságot. Az ilyen típusú aktivitás fényváltozásai összefüggenek a csillag tengely körüli forgásával, mivel a felületét a naphoz hasonlóan nagy számú folt borítja. A napfoltok olyan területek, ahol erős (akár több ezer gauss) mágneses mező kerül a fotoszférába, ami megakadályozza a mélyebb rétegekből történő hőátadást. Így a foltok hőmérséklete alacsonyabb, mint a környező fotoszféra hőmérséklete, emiatt sötétebbnek tűnnek a fényszűrővel ellátott teleszkópban.
A napfényszerű foltok a vörös törpéken is vannak, de sokkal nagyobb területet foglalnak el. Ennek eredményeként rövid idő alatt a csillag fényereje 40% -kal változhat, ami valószínűleg negatívan befolyásolja a hipotetikus életet.
De a vörös csillagok sokkal veszélyesebb tulajdonsága a fellángolásuk. A vörös törpék jelentős része az UV Ceti típusú változó csillag. Ezek olyan fénycsillagok, amelyek a kitörés pillanatában többször megnövelik fényességüket, és a rádiótól a röntgenig terjednek. Maga a fellángolás percektől több óráig tarthat, és a köztük lévő intervallum - órától több napig. A tudósok úgy vélik, hogy ezeknek a fáklyáknak a természete megegyezik a Nap fáklyáival, de az erő sokkal nagyobb. Amellett, hogy a fényesség minden tartományban megnő, a villanás pillanatában töltött részecskék bocsátanak ki, amelyek hozzájárulnak a légkör elvesztéséhez, különös tekintettel a könnyű elemekre, például a hidrogénre. A híres Proxima Centauri szintén az UV Ceti típusú változó csillagokhoz tartozik. De mit mond a tudományos kutatás arról, hogy képes-e ellenállni egy ilyen ellenséges környezetnek?
Proxima Centauri, Hubble teleszkóp.
Egyes asztrofizikusok szerint - például a tudomány népszerűsítője és a Dél-Illinois-i Egyetem csillagásza, Pamela Gay szerint - a legtöbb vörös törpe körülbelül az élet első 1,2 milliárd évében aktív, ezt követően csökken a fellángolások gyakorisága és intenzitása is. Elméletileg a légkör részleges megőrzése vagy újbóli megjelenése esetén a bioszféra fejlődni kezdhetett, miután a csillag túljutott az evolúció aktív szakaszán. De nem minden tudós véleménye az aktív szakasz rövid szakaszáról. Nyikolaj Samus, az Orosz Tudományos Akadémia Csillagászati Intézetének Nem stacionárius Csillagok és Csillagspektroszkópia Tanszékének vezető kutatója erről a Meztelen Tudománynak nyilatkozott: „A vörös törpéknél nagyon gyakori a fellángolás aktivitása. Az életkorral halványulnia kellde a nagyon késői osztályú és nagyon alacsony fénysűrűségű vörös törpék olyan sokáig "öregszenek", hogy mindegyik valóban megfigyelt fiatalnak tekinthető. Általánosságban elmondható, hogy az M törpék legalább egynegyede Me (aktív törpék erőteljes spektrális emissziós vonalakkal. - A szerk.), És szinte mindegyiknek van vagy napfoltos, vagy fáklyás változékonysága, vagy mindkettő. Az M későbbi alosztályaiban a csillagok akár 100% -a is változó”. Egyébként ennek a Proxima Centauri-nak a kora majdnem 5 milliárd év, de a csillag továbbra is nagyon aktív és rendszeresen hatalmas fellángolásokat mutat be.vagy mindkettő változékonyság egyszerre. Az M későbbi alosztályaiban a csillagok akár 100% -a is változó”. Egyébként ennek a Proxima Centauri-nak a kora majdnem 5 milliárd év, de a csillag továbbra is nagyon aktív és rendszeresen hatalmas fellángolásokat mutat be.vagy mindkettő változékonyság egyszerre. Az M későbbi alosztályaiban a csillagok akár 100% -a is változó”. Egyébként ennek a Proxima Centauri-nak a kora majdnem 5 milliárd év, de a csillag továbbra is nagyon aktív és rendszeresen hatalmas fellángolásokat mutat be.
A helyzetet részben megmenti a bolygó mágneses tere. A számítások azt mutatják, hogy még az árapályos bolygók lassú forgása is elegendő lesz a mágneses mező létrehozásához, amíg a bolygó belső része megolvad. De a légköri veszteség mértékének modellezése, amelyet Jorge Zuluaga asztrofizikus és munkatársai végeztek, azt mutatta, hogy még ha a bolygónak is van egy erős mágneses tere, a lángveszély során kilökődő anyaggal való kölcsönhatás miatt meglehetősen intenzíven elveszíti légkörét. E tanulmány szerint valamivel jobb a helyzet a szuperföldeken, amelyek tömegének legalább 3-szorosa a Föld tömegének, de még ott is jelentősek a veszteségek. E modell szerint a Gliese 667Cc exobolygónak teljesen el kellett veszítenie a légkörét, de a Gliese 581d és a HD 85512b meg kellett volna tartania. Érdekes,hogy korábbi modellek, például Maxim Krodacsenko és munkatársai által az Astrobiology folyóiratban megjelent tanulmány éppen ellenkezőleg, a bolygó nagyon gyenge mágneses terét jósolta, amely nem képes megvédeni a légkört a csillaganyagok erőteljes kibocsátása ellen.
HD 85512 b bolygó a művész láttán
Jelenleg a vörös törpék kutatását bonyolítja az a tény, hogy meglehetősen halvány csillagok, amelyeket nehéz nagy távolságban tanulmányozni. Még mindig megválaszolatlan a kérdés, hogy ezek a csillagok hány százaléka marad aktív évmilliárdokig, és mitől függ. Mind a Proxima Centauri, mind a Gliese 581, sőt a TRAPPIST-1 híradó legújabb hőse is fellángoló aktivitást mutat, ami azt jelenti, hogy a bolygók atmoszféráját mind az ultraibolya fény, mind a töltött részecskék sugara besugározza. A modellek alapvetően megmutatják a légkör megőrzésének lehetőségét még ilyen zord körülmények között is, de a bioszféra létének lehetősége még mindig nyitott. Egyébként Jorge Zuluaga már 2017 elején közzétett egy cikket, amelyben bemutatta a Proxima Centauri b lehetőségét arra, hogy erős mágneses mezővel rendelkezzen.
A Gliese 581 rendszer a művész által látott módon.
Bioszféra
De mondjuk a bolygón minden nehézség ellenére megjelentek a primitív életformák. A Földön a fotoszintézis minden élőlény energiaalapja, kivéve a szervetlen anyagokkal táplálkozó baktériumokat, például a kénbaktériumokat. A légköri oxigén nagy része a fotoszintézis mellékterméke. Használhatja azonban a fotoszintézis a vörös nap fényét? A klorofillnak számos formája létezik, amelyek a spektrum különböző részeiből származó fényt használják. Ezek elsősorban az a és b klorofillok, amelyek kissé különböznek az abszorbeált frekvenciákban. A magasabb rendű növények klorofilljának nagy része elnyeli a napspektrum kék és piros részét, így a levelek zöldnek tűnnek. A megvilágítási körülményektől függően a kétféle klorofill és koncentrációja közötti arány változhat. Például árnyékot szerető növényekben a klorofill tartalom 5-10-szer nagyobb lehet,mint a ragyogó fényt kedvelő növények. Érdekes adaptáció van a vörös algákban, amelyek a további pigmenteknek köszönhetően képesek elnyelni a fényt a spektrum szinte teljes részéből.
2014-ben felfedezték a forró forrásokban élő Leptolyngbya JSC-1 cianobaktériumok árnyéktűrő törzsét. Ezek a baktériumok képesek közeli infravörös fény (700–800 nm) használatára. Érdekes, hogy amikor egy megvilágítottabb területre lép, ez a cianobaktérium képes újjáépíteni a fotoszintetikus mechanizmust. Biztató információk is érkeznek az óceán fenekéről. Egy másik nemzetközi biológuscsoport egy klorofillt tartalmazó GSB1 kén baktériumot fedezett fel egy mélytengeri termálforrás közelében Costa Rica partjainál. Mivel a napfény nem hatol be 2,4 km mélységig, a kutatók feltételezték, hogy a kénbaktériumok infravörös fényforrást használnak, amelyet forró hidrotermikus szellőzők (~ 750 nm) bocsátanak ki. A tanulmány a Proceedings of the National Academy of Science folyóiratban jelent meg. Ily módona vörös törpe hipotetikus életformái ne haljanak éhen.
A fotoszintetikus növények lombszíne a klorofill magas koncentrációjának köszönhető
Mi a következő lépés?
Jelenleg a számítógépes szimulációk jelentik az egyetlen módszert az exobolygó felszínének állapotának felmérésére egy vörös törpe közelében. A megfigyelési technológia még nem képes meghatározni a kémiai összetételt, még kevésbé megkülönböztetni a felszínen található részleteket. De a szimulációs eredmények sok tényezőtől függenek, és néha a különböző tudományos csoportok számításai szinte ellentétes eredményeket adnak. Az új távcsövek segítenek megérteni a vörös törpék életképességének kérdését. 2020-ban esedékes a James Webb űrtávcső indítása. Feltételezik, hogy képes lesz néhány exobolygó atmoszférájának spektroszkópos vizsgálatára. A chilei Atacama-sivatagban is folyamatban van az E-ELT (Európai Rendkívül Nagy Teleszkóp) építése, amelynek főtükörének átmérője majdnem 40 méter lesz. A távolabbi projektek több űrtávcső elindítását jelentik, amelyek képesek interferométeres üzemmódban működni, miközben ultratiszta felbontást kapnak. Ugyancsak a közelmúltban egyre népszerűbb a tudományos közösségben egy még extravagánsabb projekt - egy exobolygó megfigyelése a Nap gravitációs lencséje segítségével. A módszer lényege, hogy egy kis teleszkópot 547 csillagászati egység távolságában küldünk a Naptól annak úgynevezett gravitációs fókuszába. A gravitációs lencse az elektromágneses sugárzás nehéz tárgy gravitációs terének általi hajlítása, ugyanúgy, mint egy hagyományos lencse fénysugarat. Valójában az emberiség egy óriási teleszkópot kap a Nappal, mint objektív objektumot, amelynek segítségével láthatóvá válik például a távoli exobolygók domborműve, a kontinens körvonalai és a felhőtakaró.a TRAPPIST-1 rendszer bolygói vagy a Proxima b. Egy ilyen "gravitációs" távcső 1011-szeres nagyítású lesz, ami hasonló a 80 km átmérőjű földi műszerhez.
Vjacseszlav Avdejev