Свет оранжевых звезд подошел земным организмам больше солнечного
Астрономы уже предлагали планеты у оранжевых карликов на роль «суперобитаемых», то есть подходящих для жизни больше Земли. Однако это делали исходя из теоретических соображений об их климате, без эмпирических данных. Новая работа экспериментально показала еще одно, достаточно неожиданное преимущество звезд этого типа перед Солнцем.
Оранжевыми карликами называют звезды спектрального класса К массой от 0,45 до 0,8 солнечной и с температурой поверхности от 3900 до 5200 кельвинов. Такова близкая к нам альфа Центавра B. Из-за меньшей светимости термоядерные реакции в них идут дольше: они стабильно светят 15-30 миллиардов лет после рождения, в то время как для Солнца этот период заведомо не более 10 миллиардов лет. Большее время жизни означает большую потенциальную длительность эволюции на планетах вокруг оранжевых светил.
Кроме того, астрономы давно рассчитали, что климат на планетах у оранжевых карликов должен быть намного стабильнее нашего. Если на Земле были периоды, когда вся суша, включая экватор, надолго сковывалась толстым слоем льда, то для обитаемых планет у звезд класса К это исключено. Все дело в том, что в их излучении меньше видимого света и больше инфракрасного. Последний очень плохо отражается льдом.
Поэтому на Земле ледовые шапки эффективно выхолаживают планету, отражая солнечное излучение в космос. Из-за этого возможен процесс быстрого развития оледенений от любых случайных «толчков» вроде астероидной или вулканической зимы. В системах оранжевых карликов охлаждение от ледовых шапок намного слабее, так что положительной обратной связи «больше льдов — холоднее климат — еще больше льдов» не возникает.
Авторы новой работы, с текстом которой можно ознакомиться на сервере препринтов Корнеллского университета, решили подкрепить расчетные соображения экспериментальными. Для этого они взяли кресс-салат (Lepidium sativum) и распространенный вид цианобактерий (Chroococcidiopsis) и вырастили их в лаборатории в двух наборах условий. В первом случае их облучали лампы со спектральным распределением, соответствующим солнечному свету (эффективная температура — 5800 кельвинов). Во втором — лампы, имитирующие свет типичного оранжевого карлика (эффективная температура — 4300 кельвинов). В качестве контрольной группы использовали выращивание кресс-салата вообще без света.
Оказалось, кресс-салат под светом оранжевой звезды растет несколько быстрее, чем под солнечным. Накопление сухой массы (если собрать зеленую часть и высушить ее), правда, шло чуть медленнее, зато «мокрая» масса (живого растения) росла быстрее, чем под стандартным земным освещением. Рассчитанная по итогу эксперимента эффективность фотосинтеза кресс-салата под оранжевым светом была чуть выше, чем под солнечным.
Основная часть истории жизни на Земле протекала без высших растений: фотосинтезом не менее 3,5 миллиарда лет занимались в основном цианобактерии и лишь в последние полмиллиарда лет появились современные сухопутные растения. Поэтому ученые не могли обойти своим экспериментом как раз цианобактерии.
Спустя 13 дней выращивания последних выяснилось, что для них оранжевый свет подходит еще лучше, чем для кресс-салата: цианобактерии размножались под ним быстрее и показали существенно более высокую эффективность фотосинтеза.
Исследователи отметили ограничения своего эксперимента: он давал равномерное облучение растений и цианобактерий, которое в природе встречается главным образом в низких широтах в засушливый сезон. В остальных случаях — особенно в умеренных широтах — фотосинтезирующие организмы получают излучение от звезды крайне «рвано»: набегающее облако может за секунды в 10 и более раз снизить количество света, падающее на растение, а когда облако пройдет, поток излучения восстановится. Утром и вечером в высоких широтах растение получает кратно меньше излучения, чем в полдень.
Детально воспроизвести такие колебания в лаборатории очень сложно, а на 13-дневном эксперименте едва ли не невозможно. Тем не менее опыт показывает ключевое: похоже, свет оранжевой звезды лучше солнечного подходит для фотосинтезирующих организмов, особенно простых.
Это важно, поскольку звезд класса К во Вселенной намного больше, чем подобных Солнцу (оранжевые карлики — второй по распространенности тип звезд после красных). Новый эксперимент стал первым, показавшим, что условия даже для земной фотосинтезирующей жизни там ничем не уступают земным и, скорее всего, несколько лучше. Это особенно неожиданно потому, что до эксперимента земные растения и цианобактерии никогда не сталкивались с таким излучением.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии