Точное определение «цвета» планеты в далекой системе позволит астрономам не просто найти «двойников» Земли, но также сразу и с высокой вероятностью отобрать те из них, где уже есть жизнь.
Одним из важнейших признаков планет в иных звездных системах, на которых может существовать жизнь, является наличие у них атмосферы, содержащей кислород, водяные пары, а также метан. Тем не менее, эти вещества не обязательно имеют биологическое происхождение. Следовательно, для поиска жизни в иных системах необходимо воспользоваться также и другими, более жесткими, признаками.
Одним из таких признаков является так называемый «красный край», или «красный барьер» (Red Edge) — рост отражаемого от зеленых растений света в области так называемого «близкого инфракрасного диапазона». Растения, а также ряд микробов на Земле, очень хорошо отражают падающее на них излучение в этом диапазоне. Это, в частности, связано с тем, что его поглощение могло бы привести к "перегреву" зеленых растений в процессе фотосинтеза.
«Если бы наши глаза могли видеть инфракрасные лучи, растительность слепила бы нас, — поясняет Роджер Нэйке (Roger Knacke), астроном из университета штата Пенсильвания. — Она отражает их, как металл - видимые лучи».
Этот механизм широко используется специалистами в области дистанционного зондирования для выделения по спектральным данным растительности (т.е. зеленой биомассы). Так, по изображениям, полученным в красном и ближнем ИК-диапазонах, создаются карты так называемого «вегетационного индекса», которые фактически определяют относительное количество биомассы на разных участках поверхности. Подобные снимки очень широко используются в современном земледелии. Компания DigitalGlobe предлагает на мировом рынке изображения участков Земли AgroWatch, которые строятся по данным спутниковой съемки и характеризуют количество биомассы на различных ее участках. Эти снимки, например, позволяют подбирать наиболее подходящий агротехнический режим, к примеру, для каждого дерева во фруктовом саду. Продукты на базе этой технологии благодаря своей невысокой цене уже кардинально изменили современное сельское хозяйство в передовых странах мира.
Характерными спектральными признаками обладают и другие виды живых организмов — водоросли, колонии бактерий, плесень. По всей видимости, Земля значительный период своего существования изобиловала подобными формами жизни — окаменелые микробы находят даже в породах, возраст которых составляет 3,5 млрд. лет. Многоклеточные организмы появились, в сравнении с ними, совсем недавно — около 580 млн. лет назад, а собственно растения — лишь 450 млн. лет назад.
«Что касается Земли, то 80 - 85% всего времени, в течение которого на ней существует жизнь, на ней обитали лишь микробы, — поясняет г-н Нэйке. — Если на других планетах ситуация схожая, для развития многоклеточных форм там также требуется немало времени. А характерная спектральная сигнатура микробов или растений может быть выделена».
Тем не менее, эта задача невероятно трудна. Как сообщает New Scientist, при построении модели г-н Нэйке исходил из предположения, что жизнь на другой планете распространена столь же широко, как на Земле — зеленые растения. По всей видимости, для подобного допущения есть основания — в отсутствии высших форм жизни ничто не будет сдерживать развитие одноклеточных. Но даже в этом случае микробы приведут к увеличению доли ближнего ИК-излучения, отражаемого планетой, всего на несколько процентов.
«Без сомнения, это будут очень сложные наблюдения», — считает он. Однако такие перспективные космические телескопы как Terrestrial Planet Finder-C(TPF-C) теоретически могли бы позволить обнаружить характерные для жизни спектральные сигнатуры у планет, отстоящих от нас на расстоянии до 30 световых лет. В этих пределах есть около 200 звезд, у которых могли бы существовать подобные Земле планеты.
Похоже, «красный барьер» является универсальным признаком живых растений, считает Вес Трауб (Wes Traub), астроном из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра. Тем не менее, все эти теории базируются на одном-единственном примере — Земле. «Не вполне очевидно, что при развитии жизни на другой планете она создаст молекулу хлорофилла и механизм фотосинтеза», — указывает он. Кроме того, аналогичными характеристиками могут обладать экзотические горные породы и молекулы на других планетах, так что обнаружение подобного эффекта на самом деле еще мало о чем говорит.
Тем не менее, для поиска «красного барьера» — а также молекул кислорода и воды — и предназначен TPF-C, старт которого намечен на 2014 год, но вполне может оказаться отложенным по бюджетным соображениям.
«Если нам удастся получить отчетливый признак „красного барьера“, а также убедительные подтверждения того, что он не связан с какими-либо необычными породами или иными поверхностными материалами, тогда мы получим действительно весомое подтверждение наличия жизни», — резюмирует он.
