Predstavte si, že kráčate po planéte osvetlenej červeným slnkom. Nie sú tu východy ani západy slnka.
Na oblohe neustále visí veľká žiarovka. Tiene z veľkých kameňov, kopcov a hôr sa nezmenili po tisícročia. Lenže na oblohu sa preháňajú rýchle mraky, ktoré prinášajú studený a vlhký vzduch z pologule, kde vládne večná noc. Nárazy vetra sú niekedy také silné, že dokážu zdvihnúť do vzduchu nielen zející astronauta, ale aj ťažké vybavenie. Existuje na tomto svete miesto pre živé organizmy? Alebo sú planéty blízko červených hviezd neživé kozmické telá s pekelným teplom na dennej strane a prudkým chladom v noci? Nie je to prvýkrát, čo sa táto otázka vo vedeckej komunite vyskytla, a má to niekoľko dôvodov.
Nájdite to, čo nevidíte
Hľadanie exoplanét je dosť náročná vedecká úloha, pretože väčšinu z nich nemôžeme priamo pozorovať ďalekohľadom. Existuje mnoho spôsobov, ako ich nájsť, ale najčastejšie sa v spravodajských správach uvádza metóda radiálnej rýchlosti (Dopplerova metóda) a metóda prechodu. Podstata prvého spočíva v tom, že vedci študujú spektrum hviezdy a snažia sa pomocou Dopplerovho javu všimnúť v nej príznaky prítomnosti jednej alebo viacerých planét. Faktom je, že planéta v procese svojho obežného pohybu tiež priťahuje k sebe hviezdu a núti ju, aby sa s obdobím revolúcie „krútila“v čase. Amplitúda takýchto výkyvov závisí od hmotnosti planéty, vzdialenosti medzi planétou a hviezdou, ako aj od uhla, pod ktorým sa pozorovateľ zo Zeme pozerá na obežnú dráhu planéty. Ak je exoplanéta dostatočne hmotná a obieha blízko svojej hviezdy,a jeho obežná dráha je okrajová od slnečnej sústavy, šanca na jej nájdenie bude veľká. S nárastom polomeru obežnej dráhy alebo so znížením hmotnosti cudzej planéty je však ťažšie ju nájsť. Táto metóda bude teda oveľa efektívnejšia pri hľadaní ťažkých planét na obežných dráhach blízko hviezdy. Metóda radiálnych rýchlostí navyše určuje iba najnižšiu možnú hodnotu hmotnosti planéty, pretože štúdiom posunu spektrálnych čiar vedci nemôžu zistiť uhol, pod ktorým je systém mimozemských hviezd viditeľný. Týmto spôsobom boli objavené planéty blízko Proxima Centauri a hviezdy Gliese 581.metódou radiálnych rýchlostí sa určuje iba najnižšia možná hodnota hmotnosti planéty, pretože štúdiom posunu spektrálnych čiar vedci nemôžu zistiť uhol, pod ktorým je viditeľný mimozemský hviezdny systém. Týmto spôsobom boli objavené planéty blízko Proxima Centauri a hviezdy Gliese 581.metódou radiálnych rýchlostí sa určuje iba najnižšia možná hodnota hmotnosti planéty, pretože štúdiom posunu spektrálnych čiar vedci nemôžu zistiť uhol, pod ktorým je systém mimozemských hviezd viditeľný. Týmto spôsobom boli objavené planéty blízko Proxima Centauri a hviezdy Gliese 581.
Aby vedci mohli hľadať pomocou druhej metódy, vedci veľmi presne zmerali jasnosť hviezdy a pokúsili sa nájsť okamih, kedy bude exoplanéta prechádzať medzi ňou a Zemou. V tomto okamihu jas hviezdy mierne poklesne a vedci budú schopní urobiť niekoľko záverov o parametroch mimozemského hviezdneho systému. Metóda je tiež zaujímavá, pretože v niektorých prípadoch umožňuje získať predstavu o atmosfére exoplanéty. Faktom je, že počas prechodu svetlo hviezdy prechádza hornými vrstvami atmosféry; preto sa pri analýze spektier môžeme pokúsiť aspoň zhruba odhadnúť jej chemické zloženie. Napríklad týmto spôsobom astronómovia objavili stopy kyslíka a uhlíka v atmosfére planéty HD 209458b, známejšej ako Osiris. Je pravda, že preskúmať Osirisa je o niečo jednoduchšie, pretože je to obrovská planéta, ktorá je o niečo menšia ako hmotnosť Jupitera, ale nachádza sa veľmi blízko svojej hviezdy. Medzi nevýhody tranzitnej metódy patrí nízka pravdepodobnosť, že rovina obežnej dráhy planéty leží priamo na línii pohľadu medzi slnečnou sústavou a inou hviezdou. Pravdepodobnosť sa odhaduje ako pomer polomeru extrasolárnej planéty k polomeru hviezdy. Táto pravdepodobnosť navyše klesá so zvyšujúcim sa polomerom obežnej dráhy a zmenšujúcou sa veľkosťou exoplanéty. Napríklad pravdepodobnosť detekcie našej Zeme od susedných hviezd tranzitnou metódou je iba 0,47%. A aj keď sa ukáže, že obežné dráhy Zeme a Slnka sú od nejakého mimozemského pozorovateľa v rovnakom zornom poli, vôbec to nezaručuje presnú detekciu našej planéty. Na spoľahlivé potvrdenie by bolo potrebné niekoľkokrát zaznamenať prechod Zeme diskom Slnka, aby bolo možné presne určiť obdobie revolúcie. Časť toho, čo zachráni situáciu, ježe pomocou tranzitnej metódy je možné naraz vidieť veľké množstvo hviezd. Napríklad slávny Keplerov ďalekohľad nepretržite pozoruje asi 100 000 hviezd. Tranzitná metóda, podobne ako metóda radiálnej rýchlosti, bude citlivejšia na veľké planéty na blízkych obežných dráhach.
Exoplanéty objavené metódou prepravy. Na roky.
Samozrejme, okrem radiálnych rýchlostí a tranzitov existuje aj niekoľko ďalších metód, ktoré umožňujú detekciu extrasolárnych planét. Napríklad existujú gravitačné mikročočkové techniky, astrometria alebo priame optické pozorovania. Tieto metódy sú efektívnejšie pre planéty umiestnené v relatívne veľkých vzdialenostiach od ich hviezd. Zatiaľ však nie sú všetky tieto metódy hľadania ani zďaleka také účinné a počet planét objavených s ich pomocou nepresahuje niekoľko desiatok.
Propagačné video:
Gravitačná šošovka.
Náhli hrdinovia
Mnohí by samozrejme chceli nájsť planétu vhodnú pre život, „druhú Zem“, ako ju niektorí novinári nazvali. Máme však len jeden známy príklad pôvodu života na planéte - našu vlastnú Zem. Pre zjednodušenie formulácie problému predstavili vedci koncept takzvanej „obývateľnej zóny“alebo „zóny Zlatovláska“. Toto je oblasť vesmíru okolo hviezdy, kde je množstvo prijatej energie dostatočné na existenciu kvapalnej vody na povrchu. Takýto koncept samozrejme nezohľadňuje napríklad odrazivosť exoplanéty, zloženie atmosféry, sklon osi atď., Ale umožňuje nám zhruba odhadnúť prevalenciu vesmírnych telies, ktoré nás zaujímajú. Názov "Zlatovláska zóna" je spájaný s príbehom o troch medveďoch (pôvodne - "Zlatovláska a tri medvede"), v ktorom dievča, ktoré sa ocitlo v dome troch medveďov,snaží sa tam dostať do pohody: ochutnáva kašu z rôznych misiek a leží na rôznych posteliach. A prvou hviezdou, ktorá našla planétu v obývateľnej zóne, bola Gliese 581. Dve planéty, Gliese 581 c a d, na teplej a studenej hranici obývateľnej zóny, boli objavené metódou radiálnej rýchlosti na spektrografe HARPS observatória La Silla v Čile. Okrem toho, súdiac podľa spodnej hranice ich možných hmotností (5,5 a 7 hmotností Zeme), môže ísť o kamenné telesá.súdiac podľa spodnej hranice ich možných hmotností (5,5, respektíve 7 hmotností Zeme), môžu to byť dobre kamenné telesá.súdiac podľa spodnej hranice ich možných hmotností (5,5, respektíve 7 hmotností Zeme), môžu to byť dobre kamenné telesá.
Neskôr v roku 2010 oznámili vedci z Kalifornskej univerzity v Santa Cruz a Carnegie Institution vo Washingtone objav planéty Gliese 581 g, ktorá sa nachádza priamo uprostred obývateľnej zóny. Planéta dostala dokonca neoficiálne meno - Zarmina - na počesť manželky šéfa skupiny na hľadanie exoplanét Stephena Vogta. Objav otriasol verejnosťou. Hviezdny systém sa teraz neustále objavoval v spravodajoch „žltých“novín a na stránkach sci-fi. Práve z planéty Gliese 581 g dorazili zlí mimozemšťania, ktorí zaútočili na Zem vo filme „Sea Battle“z roku 2012. Iné vedecké skupiny však objav Gliese 581 g nepotvrdili a výsledky vysvetlili skôr chybou v spracovaní pozorovaní a aktivitou samotnej hviezdy. Hádky medzi skupinou Vogt a ďalšími „exoplanétami“pokračovali niekoľko rokov a skončili nie v jeho prospech. Zarmina existovala s najväčšou pravdepodobnosťou iba v predstavách bádateľov.
Nové objavy však na seba nenechali dlho čakať. S príchodom ďalekohľadu Kepler planéty v obývateľnej zóne po sebe pršali. Počas prevádzky tohto vesmírneho ďalekohľadu boli objavené Kepler-186f, Kepler-438 b, Kepler-296 e, Kepler-442 b a mnoho ďalších exoplanét. Ukázalo sa však, že drvivá väčšina z nich má jedno spoločné - všetci sa točia okolo červených trpaslíkov. Červení trpaslíci sú nízkohmotné a chladné hviezdy s povrchovými teplotami okolo 3 500 K. To nie je oveľa vyššia ako teplota špirály vlákna. Takéto hviezdy svietia slabo, ale žijú dlho, pretože zásoby vodíka spotrebúvajú veľmi pomaly. Červený trpaslík s hmotnosťou 10-krát menšou ako Slnko bude teoreticky svietiť po dobu triliónov rokov, čo je o rádovo viac rádov ako vek vesmíru. Mimochodom,nedávno objavené planéty Proxima b a TRAPPIST-1 tiež obiehajú okolo podobných matných hviezd. Proxima b je najbližšia exoplanéta k nám a nachádza sa v obývateľnej zóne. S najväčšou pravdepodobnosťou ide o skalné teleso, čo znamená, že tam nie je vylúčená existencia morí a oceánov, ak existuje atmosféra. Je pravda, že planéta bola objavená metódou radiálnych rýchlostí, takže zatiaľ nepoznáme presnú hodnotu jej hmotnosti a hustoty. Hviezda TRAPPIST-1 má niekoľko planét naraz, teoreticky môže mať podmienky pre existenciu tekutej vody na povrchu. V skutočnosti také množstvo planét v životnej zóne červených trpaslíkov vôbec neznamená, že sa tam objavujú častejšie ako napríklad v žltých hviezdach. Pretože hviezdy neskorých spektrálnych typov (chladné a červené) niekedy emitujú 10 000-krát menej energie ako Slnko,obývateľná zóna sa nachádza oveľa bližšie k nim. A tu už začína fungovať výber metód hľadania extrasolárnych planét. Ak je zóna „Zlatovláska“bližšie k hviezde, je ľahšie v nej nájsť exoplanéty. Navyše sa verí, že červení trpaslíci sú najbežnejším typom hviezdnej populácie a v našej Galaxii ich je približne 70%. Ukazuje sa, že ich budeme otvárať oveľa častejšie.
TRAPPIST-1 z pohľadu umelca počas prechodu dvoch zo siedmich známych planét.
Svety pod červeným slnkom
Po prvých publikáciách o objave planét blízko Gliese 581 vznikol vo vedeckej komunite spor o ich možnú obývateľnosť. Ak by život mohol vzniknúť a vyvíjať sa okolo červených hviezd, vážne by to zvýšilo jeho prevalenciu vo vesmíre. Okrem toho by biosféra na planétach pod červeným slnkom mohla existovať oveľa dlhšie ako suchozemská, čo znamená, že pred vznikom inteligentného druhu by bolo viac šancí na rozvoj. Napokon, aj naša hviezda, zdanlivo taká stabilná hviezda, za 1 miliardu rokov môže byť taká jasná, že povrch Zeme sa zmení na púšť. Život určite prežije pod povrchom, ale skôr prežije, ako sa bude vyvíjať. Červený storočný obyvateľ by však mohol podporovať svoju biosféru na desiatky, ak nie stovky miliárd rokov. Je to lákavá myšlienka, ale ukazujú to výskumyže s červenými trpaslíkmi nie je všetko ani zďaleka také jednoduché. A aby život mohol vzniknúť a rozvíjať sa v takomto hviezdnom systéme, bude musieť prekonať veľa veľmi vážnych problémov.
Prílivová priľnavosť
Keď sa pozrieme na Mesiac, vždy vidíme rovnaký vzor morí - tmavé škvrny na povrchu nášho satelitu. Stáva sa to preto, lebo Zem a jej satelit sa otáčajú synchrónne a Mesiac urobí okolo svojej osi jednu otáčku v rovnakom čase, ktorý je potrebný na obehnutie Zeme. A to nie je náhoda. Jeho rotácia okolo osi bola pozastavená slapovými silami z našej planéty. A tento obraz je v slnečnej sústave veľmi častý. Družice Marsu a obrovské planéty, systém Pluto-Charon - môže trvať dlho, kým sa vyjmenujú kozmické telá so synchrónnou rotáciou. Aj Merkúr, ktorý sa na prvý pohľad nepodriaďuje tejto zásade, je tiež v orbitálnej rezonancii. Hviezdne dni tam trvajú 58,65 pozemských dní a planéta urobí okolo Slnka revolúciu za 88 dní. To znamená, že deň Merkúra trvá 2/3 jeho roku. Mimochodom, kvôli tomuto efekturovnako ako dosť pretiahnutá obežná dráha planéty existujú aj chvíle na oblohe Merkúra, keď sa pohyb Slnka po oblohe náhle zastaví a potom ide opačným smerom.
Porovnávacia veľkosť suchozemských planét (zľava doprava: Merkúr, Venuša, Zem, Mars).
Výpočty ukazujú, že s najväčšou pravdepodobnosťou budú všetky planéty v obývateľnej zóne červených trpaslíkov vždy čeliť hviezde s jednou pologuľou. V najlepšom prípade je možná rezonancia, ako je rotácia Merkúra. Dlhý čas sa verilo, že za takýchto podmienok bude jedna hemisféra rozpálená pod neustálymi priamymi lúčmi svietidla a druhá bude kráľovstvom večného chladu. Navyše na nočnej strane bude dokonca možné, že niektoré atmosférické plyny zamrznú. Ale model atmosféry planét podobných Zemi zachytený prílivovými silami, ktorý vytvorili vedci z Kalifornského technologického inštitútu v roku 2010, ukazuje, že aj pri pomalej rotácii vzduchového obalu bude teplo celkom efektívne prenášané na nočnú stranu. Vo výsledku by teplota nočnej strany nemala klesnúť pod 240 K (-33 ° C). A tiež by na takejto planéte mal kráčať dosť silný vietor. Podľa modelov atmosfér vyvinutých Ludmilou Karone a jej kolegami na Katolíckej univerzite v Lovani by sa mal v horných vrstvách atmosféry vyskytnúť superrotačný efekt. Pozdĺž rovníka takejto planéty neustále koluje veľmi rýchly vietor, ktorého rýchlosť dosahuje 300 km / h a ešte vyššiu. Letecká doprava v takom svete by bola veľmi riskantná záležitosť.
Ďalšia 3D simulácia, ktorú uskutočnil tím vedcov pod vedením Manoja Joshiho, ukázala, že iba 10% tlaku zemskej atmosféry stačí na účinný prenos tepla na nočnú stranu planéty. Z tohto modelu tiež vyplýva, že na slnečnicovom bode planéty (v oblasti najbližšej k hviezde) nebude spálená púšť, ale obrovský atmosférický cyklón - večný hurikán, ktorý sa nehýbe, ale stojí na jednom mieste. Tieto údaje použil kanál National Geographic pri tvorbe dokumentárnej minisérie Aurelia a Modrý mesiac, kde ako konzultant pôsobil samotný Joshi. Je pravda, že pre rozvoj života nestačí iba jedna pohodlná teplota. Ďalší výskum ukázal, že ak exoplanéta nemá veľmi veľký prísun vody, existuje tu rizikože sa väčšina z toho s vetrom presunie na nočnú stranu a tam zamrzne. Postupne sa ľadové masy budú sťahovať späť z nočnej strany, napriek tomu existuje riziko, že sa z planéty stane suchá púšť. To, ako rýchlo sa vlhkosť prenáša na nočnú stranu a z nej, závisí od mnohých faktorov, vrátane konfigurácie kontinentov, chemického zloženia a hustoty atmosféry atď. Pod ľadom zároveň zostane tekutý dostatočne hlboký oceán, ktorý zabráni aj jeho úplnému zamrznutiu. Mimochodom, modelovanie samotného procesu formovania planét podobných Zemi v červených trpaslíkoch iba ukazuje oveľa vyšší obsah vody v porovnaní so Zemou. Ukazuje práca Yanna Aliberta a Willieho Benza, publikovaná v časopise Astronomy and Astrophysicsže v niektorých prípadoch môže byť podiel H2O až 10% hmotnostných. Je zaujímavé, že ak majú planéty naopak hustú atmosféru, potom existuje možnosť prekonať prílivové zachytenie. Moment rotácie hustej atmosféry sa bude prenášať na planétu, vďaka čomu sa na nej môže opäť začať meniť deň a noc. Je pravda, že tieto dni a noci môžu trvať pomerne dlho.
Stále z filmu National Geographic Channel Život v iných svetoch. Modrý mesiac.
Variabilita
Ďalším, ešte vážnejším problémom je, že červení trpaslíci sú často veľmi turbulentné objekty. Väčšina z nich sú premenné hviezdy, to znamená hviezdy, ktoré menia svoju svietivosť v dôsledku niektorých fyzikálnych procesov prebiehajúcich vo vnútri alebo v ich blízkosti. Napríklad tieto hviezdy pomerne často vykazujú variabilitu typu BY Dragon. Zmeny jasu pri tomto type činnosti súvisia s rotáciou hviezdy okolo jej osi, pretože jej povrch je pokrytý veľkým počtom škvŕn, podobných slnečnému žiareniu. Slnečné škvrny sú oblasti, kde do fotosféry vstupujú silné (až niekoľko tisíc gaussov) magnetické polia, ktoré bránia prenosu tepla z hlbších vrstiev. Teplota v bodoch je teda nižšia ako teplota okolitej fotosféry, vďaka čomu vyzerajú tmavšie v ďalekohľade so svetelným filtrom.
Na červených trpaslíkoch sa vyskytujú aj škvrny podobné slnku, ktoré však zaberajú oveľa väčšiu plochu. Výsledkom je, že za krátky čas sa jas hviezdy môže zmeniť o 40%, čo pravdepodobne negatívne ovplyvní hypotetický život.
Ale oveľa nebezpečnejšou vlastnosťou červených hviezd je ich svetelná aktivita. Významný podiel červených trpaslíkov sú premenné hviezdy typu UV Ceti. Jedná sa o erupčné hviezdy, ktoré v okamihu vypuknutia požiaru niekoľkonásobne zvyšujú svoju svietivosť a sú v rozsahu od rádia po röntgen. Samotné svetlice môžu trvať niekoľko minút až niekoľko hodín a interval medzi nimi - hodinu až niekoľko dní. Vedci sa domnievajú, že povaha týchto erupcií je rovnaká ako u erupcií na Slnku, ale sila je oveľa vyššia. Okrem zvýšenia svietivosti vo všetkých rozsahoch sú v okamihu záblesku emitované nabité častice, ktoré prispievajú k strate atmosféry, najmä ľahkých prvkov, ako je vodík. Medzi premenné hviezdy typu UV Ceti patrí aj slávna Proxima Centauri. Čo však hovorí vedecký výskum o schopnosti odolávať takémuto nepriateľskému prostrediu?
Proxima Centauri, Hubblov ďalekohľad.
Podľa niektorých astrofyzikov - napríklad podľa popularizátorky vedy a astronómky na univerzite v južnom Illinois Pamela Gayovej - je väčšina červených trpaslíkov aktívnych asi prvých 1,2 miliardy rokov života, po ktorých poklesne frekvencia aj intenzita svetlíc. Teoreticky by sa v prípade čiastočného zachovania alebo opätovného objavenia atmosféry mohla biosféra začať rozvíjať potom, ako hviezda prešla aktívnym vývojovým stupňom. Nie všetci vedci ale zastávajú názor na krátku fázu aktívnej fázy. Nikolai Samus, popredný výskumný pracovník na Katedre nestacionárnych hviezd a hviezdnej spektroskopie na Astronomickom ústave Ruskej akadémie vied, o tom informoval Naked Science: „Aktivita vzplanutia je u červených trpaslíkov veľmi častá. S vekom by to malo vyblednúťale červení trpaslíci veľmi neskorých tried a skutočne nízkych jasov „starnú“tak dlho, že všetkých skutočne pozorovaných možno považovať za mladých. Celkovo je najmenej štvrtina M trpaslíkov Ja (aktívni trpaslíci so silnými spektrálnymi emisnými čiarami - pozn. Red.). A takmer všetci majú buď slnečnú škvrnu alebo variabilitu svetlice, alebo oboje. V neskorších podtriedach M je až 100% hviezd variabilných “. Mimochodom, vek tejto veľmi blízkej Proximy Centauri je takmer 5 miliárd rokov, ale hviezda zostáva veľmi aktívna a pravidelne predvádza silné erupcie.alebo obidve variabilita naraz. V neskorších podtriedach M je až 100% hviezd variabilných “. Mimochodom, vek tejto veľmi blízkej Proximy Centauri je takmer 5 miliárd rokov, ale hviezda zostáva veľmi aktívna a pravidelne predvádza silné erupcie.alebo obidve variabilita naraz. V neskorších podtriedach M je až 100% hviezd variabilných “. Mimochodom, vek tejto veľmi blízkej Proximy Centauri je takmer 5 miliárd rokov, ale hviezda zostáva veľmi aktívna a pravidelne predvádza silné erupcie.
Situáciu čiastočne zachraňuje magnetické pole planéty. Výpočty ukazujú, že aj pomalá rotácia príležitostne zachytených planét bude dostatočná na vytvorenie magnetického poľa, pokiaľ vnútorná časť planéty zostane roztavená. Ale modelovanie rýchlosti straty atmosféry, ktoré uskutočnil astrofyzik Jorge Zuluaga a jeho kolegovia, ukázali, že aj keď má planéta silné magnetické pole, pomerne intenzívne stratí svoju atmosféru v dôsledku interakcie s hmotou vymrštenou počas vzplanutia. Podľa tejto štúdie je situácia o niečo lepšia v superzemiach s hmotnosťou 3 a viac násobkom hmotnosti Zeme, ale aj tam sú straty značné. Podľa tohto modelu mala exoplanéta Gliese 667Cc úplne stratiť svoju atmosféru, ale Gliese 581d a HD 85512b si ju mali zachovať. Zaujímavé,že staršie modely, napríklad štúdia Maxima Krodachenka a jeho kolegov, publikovaná v časopise Astrobiology, predpovedali, naopak, veľmi slabé magnetické polia planéty, ktoré nie sú schopné chrániť atmosféru pred silnými emisiami hviezdnej hmoty.
Planet HD 85512 b, ako ho vidí umelec
V súčasnosti je výskum červených trpaslíkov komplikovaný skutočnosťou, že sú to skôr slabé hviezdy, ktoré je ťažké študovať na veľké vzdialenosti. Stále zostáva zodpovedať otázku, aký zlomok týchto hviezd zostáva aktívny miliardy rokov a na čom to závisí. Proxima Centauri aj Gliese 581 a dokonca aj nedávny hrdina spravodajských správ TRAPPIST-1 demonštrujú svetelnú aktivitu, čo znamená, že atmosféry planét budú ožarované ultrafialovým svetlom aj prúdom nabitých častíc. Modely v zásade ukazujú možnosť zachovania atmosféry aj v takýchto nepriaznivých podmienkach, ale otázka možnosti existencie biosféry je stále otvorená. Mimochodom, už začiatkom roka 2017 Jorge Zuluaga publikoval článok, v ktorom ukázal možnosť Proxima Centauri b mať silné magnetické pole.
Systém Gliese 581 z pohľadu umelca.
Biosféra
Ale povedzme, že na planéte sa napriek všetkým ťažkostiam objavili primitívne formy života. Na Zemi je fotosyntéza energetickým základom všetkého živého, s výnimkou baktérií, ktoré sa živia anorganickými látkami, ako sú sírne baktérie. Väčšina vzdušného kyslíka je vedľajším produktom fotosyntézy. Môže však fotosyntéza využívať svetlo z červeného slnka? Existuje niekoľko foriem chlorofylu, ktoré využívajú svetlo z rôznych častí spektra. Ide hlavne o chlorofyly a a b, ktoré sa mierne líšia v absorbovaných frekvenciách. Väčšina chlorofylu vyšších rastlín absorbuje modrú a červenú časť slnečného spektra, vďaka čomu sa listy javia ako zelené. V závislosti od svetelných podmienok sa môže pomer medzi týmito dvoma typmi chlorofylu a jeho koncentráciou líšiť. Napríklad v rastlinách milujúcich tieň môže byť obsah chlorofylu 5-10 krát vyšší,než rastliny, ktoré milujú jasné svetlo. Zaujímavé prispôsobenie existuje u červených rias, ktoré vďaka ďalším pigmentom dokážu absorbovať svetlo takmer z celej viditeľnej časti spektra.
V roku 2014 bol objavený kmeň siníc Leptolyngbya JSC-1 odolný voči odtieňom, ktorý žil v horúcich prameňoch. Tieto baktérie sú schopné využívať blízke infračervené svetlo (700 až 800 nm). Je zaujímavé, že keď táto sinica vstúpi do osvetlenejšej oblasti, je schopná znovu vytvoriť fotosyntetický mechanizmus. Z oceánskeho dna prichádzajú aj povzbudivé informácie. Ďalší medzinárodný tím biológov objavil v blízkosti hlbokomorského termálneho prameňa pri pobreží Kostariky sírnu baktériu GSB1, ktorá obsahuje chlorofyl. Pretože slnečné svetlo nepreniká do hĺbky 2,4 km, vedci predpokladali, že sírne baktérie používajú infračervený zdroj svetla emitovaný horúcimi hydrotermálnymi prieduchmi (~ 750 nm). Štúdia bola publikovaná v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences. Touto cestou,hypotetické formy života červeného trpaslíka by nemali zomrieť od hladu.
Farba listov fotosyntetických rastlín je spôsobená vysokou koncentráciou chlorofylu
Čo bude ďalej?
V súčasnosti sú počítačové simulácie možno jediným spôsobom, ako vyhodnotiť podmienky na povrchu exoplanéty blízko červeného trpaslíka. Pozorovacia technológia zatiaľ nie je schopná určiť chemické zloženie, tým menej rozlišuje akékoľvek detaily na povrchu. Výsledky simulácie však závisia od mnohých faktorov a niekedy výpočty rôznych vedeckých skupín poskytujú takmer opačné výsledky. Nové ďalekohľady pomôžu konečne pochopiť otázku životaschopnosti červených trpaslíkov. V roku 2020 je naplánované spustenie vesmírneho ďalekohľadu James Webb. Predpokladá sa, že bude schopný vykonávať spektroskopické štúdie atmosféry niektorých exoplanét. Aj v púšti Atacama v Čile už prebieha výstavba E-ELT (European Extremely Large Telescope), ktorého priemer hlavného zrkadla bude takmer 40 metrov. Vzdialenejšie projekty zahŕňajú vypustenie niekoľkých vesmírnych ďalekohľadov schopných pracovať v režime interferometra so získaním ultra-čistého rozlíšenia. V poslednej dobe si vo vedeckej komunite získava popularitu ešte extravagantnejší projekt - pozorovanie exoplanéty pomocou gravitačnej šošovky zo Slnka. Podstata metódy spočíva v tom, že malý ďalekohľad je vysielaný vo vzdialenosti 547 astronomických jednotiek od Slnka do jeho takzvaného gravitačného zamerania. Gravitačná šošovka je proces ohýbania elektromagnetického žiarenia gravitačným poľom ťažkého predmetu, rovnako ako konvenčná šošovka ohýba svetelný lúč. Ľudstvo v skutočnosti dostane ako cieľ obrovský ďalekohľad so Slnkom, pomocou ktorého bude možné vidieť napríklad reliéf, obrysy kontinentov a oblačnosť vzdialených exoplanét, napríkladplanéty systému TRAPPIST-1 alebo Proxima b. Takýto „gravitačný“ďalekohľad bude mať zväčšenie 1011 krát, čo je podobné ako pri pozemnom prístroji s priemerom 80 km.
Vyacheslav Avdeev