Один из авторов работы Кристофер Доти (Christopher Doughty) поясняет, что «метод позволяет выявлять планеты, обладающие высокоразвитой жизнью», дистанционно отличать их от тех, на которых жизни нет, либо она имеется лишь в примитивной форме. Иначе говоря, наблюдая далекие экзопланеты, мы сможем выявить среди них те, на которых произрастает что-то вроде наших лесов, основываясь на характеристиках отраженного ими света. Даже если вся планета выглядит в телескоп не более чем единичная точка.
В тени деревьев: Блеск и тьма жизни
Создан точный алгоритм поиска похожих на деревья живых организмов у далеких планет. Если только эти организмы похожи на деревья и растут похоже на леса.
Сегодня предложено множество средств для обнаружения жизни на далеких планетах, куда более элегантных, чем попытки уловить радиосигнал от «зеленых человечков». Одни отталкиваются от состава атмосферы — прежде всего, наличия в ней кислорода (напомним, что на Земле кислород практически полностью имеет биогенное происхождение). Другие обнаруживают в спектре отраженного планетой света полосы, которые могут соответствовать линиям максимального поглощения фотосинтетических рецепторов внеземных растений.
С другой стороны, когда речь идет об исследованиях климата — например, Земли, — одним из основным параметров является блеск планеты, определяющий отношение поглощенной и отраженной энергии Солнца. Чтобы максимально точно оценить его, ученые учитывают влияние теней и темных участков на поверхности планеты, которые создаются различными особенностями ландшафта. Для математического описания используется т.н. двулучевая функция отражательной способности (BRDF), которая, в частности, определяет разницу отраженного объектом света в зависимости от угла падения и отражения луча. «Представьте, что солнечным днем вы вышли на прогулку, — разъясняет Кристофер Доти, — Солнце находится ровно в зените, и если сфотографировать вас сверху, тени мы практически не увидим, вся картинка будет яркой. Если же вы выйдете ближе к вечеру, тень займет уже заметную площадь, и сделанная сверху фотография будет уже темнее».
Точно так же будет и с тенью дерева. Поэтому ученые и предположили, что если где-то на далекой планете существуют многоклеточные фотосинтезирующие организмы, то они наверняка будут развиваться схожими с нашими растениями путями. В конце концов, всем им придется бороться за получение максимума энергии от звезды, и появятся деревья, повыше возносящие свои пышные кроны. А деревья будут создавать тень, параметры которой будут меняться в соответствии с предсказаниями BRDF.
Под руководством Адама Вольфа (Adam Wolf) Кристофер Доти провел моделирование параметров отраженного под разными углами света для условной планеты, лишенной растительности, либо с растительностью разной степени пышности. Они показали, что для «лесистой» планеты всегда имеется определенный угол, при взгляде под которым тени минимальны, и планета выглядит максимально яркой. Как легко догадаться, угол этот близок к углу падения лучей от светила, так что видимые количества теней минимальны.
Метод, по словам авторов, прекрасно работает даже в том случае, когда мы можем видеть всю планету лишь как одиночный пиксель на фоточувствительной матрице. В ряде ситуаций изменение яркости планеты при обращении вокруг ее звезды позволит сделать однозначный вывод о наличии на ней «лесов».
Надеемся, что метод можно будет опробовать уже скоро, когда в нашем распоряжении будет достаточно много планет, потенциально подходящих для развития жизни, и поиск продолжится уже среди этих кандидатов. Скоро ли это случится? Узнайте сами: «Ставка на население».
По публикации Space.Com