Η φωτοσύνθεση είναι μια από τις πιο σημαντικές χημικές αντιδράσεις για τη ζωή στη Γη. Χρησιμοποιώντας το, τα φυτά παράγουν
Η βάση της ζωής
Τα περισσότερα φυτά χρησιμοποιούν χλωροφύλλη ωςμέρος της διαδικασίας της φωτοσύνθεσης. Αντανακλά το πράσινο φως ενώ απορροφά το κόκκινο και το μπλε. Αυτό συμβαίνει παρά το γεγονός ότι το πιο έντονο φως από τον Ήλιο βρίσκεται στο πράσινο τμήμα του φάσματος. Όλα οφείλονται σε μια χημική ουσία που είναι γνωστή ως αμφιβληστροειδής. Απορροφά το πράσινο και αντανακλά το κόκκινο και το μπλε. Εάν τα φυτά χρησιμοποιούσαν αμφιβληστροειδή αντί για χλωροφύλλη, τα περισσότερα φυτά θα ήταν μωβ.
Μερικά βακτήρια το χρησιμοποιούν, αλλά αποδείχθηκεότι η χλωροφύλλη είναι πιο αποτελεσματική για το ηλιακό φως. Ίσως η πρώιμη ζωή να χρησιμοποιούσε τον αμφιβληστροειδή, που είναι ένα απλούστερο μόριο, πριν «καταλάβουμε» πώς να χρησιμοποιήσουμε τη χλωροφύλλη.
Ποιο είναι το πρόβλημα?
Η φωτοσύνθεση είναι ιδανική για έναν πλανήτη πουπεριφέρεται γύρω από ένα φωτεινό κίτρινο αστέρι όπως ο Ήλιος μας, που εκπέμπει το μεγαλύτερο μέρος του φωτός του στο ορατό φάσμα. Αλλά τέτοια αστέρια αποτελούν λιγότερο από το 8% των αστεριών της κύριας ακολουθίας στον γαλαξία μας. Αλλά οι κόκκινοι νάνοι αποτελούν το 75% των αστεριών της κύριας ακολουθίας.
Κόκκινος νάνος. Φωτογραφία: NASA/Walt Feimer
Το πρόβλημα είναι ότι, σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία,η συντριπτική πλειοψηφία των δυνητικά κατοικήσιμων πλανητών περιφέρεται γύρω από τέτοια αστέρια. Και οι κόκκινοι νάνοι είναι πολύ μικρότεροι και πιο ψυχροί από τον Ήλιο μας Το μεγαλύτερο μέρος του φωτός που εκπέμπουν βρίσκεται στην υπέρυθρη περιοχή. Είναι ωραίο και ζεστό (όπως μερικές θερμάστρες στα σπίτια μας), αλλά παρέχει την ώθηση που απαιτείται για τη φωτοσύνθεση; Αυτό ακριβώς προσπάθησαν να ανακαλύψουν οι επιστήμονες.
Τι έχουν κάνει οι επιστήμονες;
Για το σκοπό αυτό, Ιταλοί επιστήμονες δημιούργησαν έναν προσομοιωτήαστρικό φως (φωτογραφία παρακάτω). Αυτή είναι μια σειρά από LED που προσομοιώνουν το φάσμα ενός κόκκινου νάνου. Γενικά, η συσκευή μπορεί να δείξει τα φάσματα διαφορετικών τύπων αστεριών. Αλλά οι κόκκινοι νάνοι είναι τόσο συνηθισμένοι που μελετήθηκαν πρώτα.
Προσομοιωτής αστρικού φωτός (αριστερά) και φωτισμού (δεξιά). Πίστωση: La Rocca et al.
Στη συνέχεια, σε εργαστηριακές συνθήκες, οι επιστήμονες δημιούργησανΜια ατμόσφαιρα που θα μπορούσε να ήταν τυπική ενός πρώιμου κατοικήσιμου κόσμου προστέθηκε με μερικά βακτήρια και φωτίστηκε με προσομοιωμένο αστρικό φως.
Πώς ήταν το πείραμα;
Για το πείραμα, οι επιστήμονες χρησιμοποίησανκυανοβακτήρια. Η επιλογή του φύλου εξαρτάται από αυτούς γιατί είναι ένας από τους πρώτους τύπους οργανισμών στη Γη που χρησιμοποίησαν τη φωτοσύνθεση για την παραγωγή οξυγόνου. Είναι επίσης ιδιαίτερα καλά για επιβίωση σε δύσκολες συνθήκες.
Το φάσμα του Ήλιου σε σύγκριση με το φάσμα ενός κόκκινου νάνου κατηγορίας Μ.
Πιστωτική: T. Roger/Europlanet 2024 RI
Αποδείχθηκε ότι τα κυανοβακτήρια άκμασανκαι μεγάλωσε κάτω από την υπέρυθρη ακτινοβολία ενός κόκκινου νάνου. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες «περιέπλεξαν» το πρόβλημα και επανέλαβαν το πείραμα με κόκκινα και πράσινα φύκια. Και τα δύο άντεξαν και ευδοκίμησαν!
Κυανοβακτήρια σε μια ανθισμένη λίμνη. Φωτογραφία: en.freepik.com
Έτσι, παρόλο που οι κόκκινοι νάνοι δεν εκπέμπουν τον τύπο φωτός που οδήγησε την εξέλιξη της φωτοσύνθεσης, οι επίγειοι οργανισμοί θα μπορούσαν να ζουν κάτω από το φως ενός κόκκινου νάνου.
Τι σημαίνουν όλα αυτά;
Τα ευρήματα της μελέτης είναι σπουδαία νέα για τους επιστήμονες που αναζητούν εξωγήινη ζωή. Ίσως οι κόκκινοι νάνοι να μην είναι τόσο απελπιστικοί.
Ωστόσο, υπάρχουν άλλα προβλήματα με αυτάαστέρια που «καταστρέφουν τα πάντα». Οι κόκκινοι νάνοι εκπέμπουν ισχυρές εκλάμψεις που μπορούν να αφαιρέσουν την ατμόσφαιρά τους από κοντινούς πλανήτες. Ως αποτέλεσμα, μπορεί να χάσουν τους βασικούς πόρους που είναι απαραίτητοι για πολύπλοκους οργανισμούς. Και όμως, οι συγγραφείς της μελέτης είναι γεμάτοι αισιοδοξία - η έρευνά τους ρίχνει φως στην κατανόησή μας για τη ζωή σε άλλους πλανήτες.
Διαβάστε περισσότερα:
Ο Καταπέλτης στέλνει δορυφόρους της NASA στον ουρανό
Μια τεράστια μαγνητική καταιγίδα πλησιάζει τη Γη
Αναδημιουργήστε τον Ήλιο στη Γη: πώς οι φυσικοί έλυσαν το κύριο πρόβλημα της θερμοπυρηνικής σύντηξης
Στο εξώφυλλο:Η εντύπωση ενός καλλιτέχνη από το σύστημα Gliese 887, με δύο πρόσφατα ανακαλυφθείσες υπερ-Γαίες που περιφέρονται γύρω από ένα αστέρι κόκκινο νάνο, 11 έτη φωτός από τον Ήλιο. Πίστωση εικόνας: Mark Garlick