Жизнь на Проксиме предложили выследить по светящимся инопланетянам

Сильные вспышки местной звезды должны выработать у живых существ Проксимы b механизм УФ-защиты, известный по земным кораллам. Они используют люминофоры, связывающие входящие "ультрафиолетовые" фотоны и отдающие их энергию вовне в виде вторичного свечения. В условиях Проксимы b оно должно быть достаточно сильным, чтобы его зарегистрировали земные телескопы, отмечают астрономы из Корнелльского университета (США). Соответствующая статья направлена на публикацию в журнал Astrobiology, а с её текстом можно ознакомиться на сервере препринтов Корнелльского университета.

Хотя Проксима b получает от своего светила в десятки раз больше экстремального ультрафиолета и в сотни раз больше рентгеновского излучения, они не представляет опасности для местной жизни. Чем меньше длина электромагнитной волны, тем сильнее она поглощается окружающей средой. Поэтому до поверхности планеты с достаточно плотной атмосферой такие лучи добраться не могут. В то же время длинноволновой ультрафиолет, который Проксима Центавра излучает в разы интенсивнее Солнца, остановить сложнее. В обычных условиях мощный ультрафиолет должен формировать на обитаемой планете куда более толстый озоновый слой, чем есть на Земле. Поэтому сильный и постоянный УФ-"душ" также мало опасен. Однако примерно дважды за земные сутки Проксима Центавра вспыхивает. Вспышка тянется минуты или часы, и за это время количество длинноволнового ультрафиолета возрастает в десять и более раз. Озоновый слой, образованный стандартным фоновым УФ-излучением, не может задержать всё. Поэтому существа на поверхности планеты рискуют получить сильные УФ-ожоги.

Авторы работы задались вопросом: как эволюция могла отреагировать на такую угрозу? Они отмечают, сходная проблема существует и на Земле. Кораллы довольно давно научились защищаться от ультрафиолета, используя белки, которые поглощают фотоны этой части диапазона и затем переизлучают свет вовне с чуть большей длиной волны. Именно поэтому многие кораллы светятся красным, зелёным или оранжевым светом долгое время после того, как на них прекратили воздействовать ультрафиолетом. Гены, позволяющие кораллам светиться для защиты от УФ-лучей, появились на Земле как минимум 500 миллионов лет назад.

Отличительной особенностью биолюминесценции на Проксиме b должна быть её массовая распространённость и большая сила, ведь там для защиты от УФ-лучей понадобится переизлучать вовне в десятки раз больше света, чем на Земле. Поскольку вспышки местной звезды молниеносны (интенсивность УФ-излучения вырастает на порядок за секунды), такая биофлуоресценция должна иметь резкие пики и падения, соответствующие по времени вспышкам местной звезды. Исследователи провели расчёты возможности определения такой биолюминесценции с помощью телескопов. Согласно этим расчётам, её получится обнаружить будущими телескопами типа E-ELT (39,3 метра в диаметре) уже с 2024 года. Правда, для этого требуется, чтобы в облаках над освещённой стороной планеты были просветы.

Это условие ограничивает применимость предложенной методики. Если над дневной стороной Земли облаками покрыто лишь 50 процентов поверхности, то у Проксимы b, если она имеет сходную с нашей атмосферу, облачность будет выше. Скорее всего, планета вращается синхронно со своей звездой, отчего на светлой стороне Проксимы b вечный день. Ещё в 2013 году детальные расчёты другой группы учёных показали, что в таком случае на освещённой стороне формируется сплошной облачный покров. Если он и разрывается бурями, то вряд ли надолго. Это резко смягчает климат: облака отражают звёздное излучение в космос, не давая дневной стороне перегреться. Но одновременно это затрудняет наблюдение поверхности планеты в телескопы. Кроме того, если облачный покров там действительно постоянный, поверхностным организмам вряд ли понадобятся дополнительные системы защиты от ультрафиолета.

Другое ограничение предложенного подхода в том, что биолюминесценция — не единственный способ справиться с избытком ультрафиолета. Например, земные живые организмы имеют множество приспособлений для защиты от УФ-лучей. Большинство наземных многоклеточных имеют поглощающие ультрафиолет вещества-протекторы. Одно из них — пигменты меланины, которые в избытке содержались в коже первых Homo sapiens (до смешивания с неандертальцами и денисовцами). Сегодня большая концентрация меланинов в клетках кожи характерна для представителей негроидной расы. Существа, покрытые густой шерстью, вообще слабо подвержены вредному воздействию ультрафиолета. Отдельные организмы даже научились использовать меланины для получения энергии от УФ- и гамма-излучения. Микроскопические грибки Cladosporium sphaerospermum, Cryptococcus neoformans и Wangiella dermatitidis, растущие на руинах реактора Чернобыльской АЭС, используют свой меланин именно для этих целей. Им биолюминесценция как механизм защиты от вспышек вряд ли свойственна или даже вредна.