Создан точный алгоритм поиска похожих на деревья живых организмов у далеких планет. Если только эти организмы похожи на деревья и растут похоже на леса.

Если многоклеточные растения разовьются на другой планете, они вполне могут выглядеть совершенно иными, чем наши, а возможно, и будут иметь другие спектры поглощения и отражения, более подходящие под особенности их звезды. Соответственно, и доминирующий цвет растительности вовсе необязательно будет зеленым
Зато структура и форма, позволяющая держать соперников в тени, скорее всего, сохранится
Обычный лес канадской тайги. Видно, как зависит яркость снимка от угла падения лучей. Слева — солнце за спиной фотографа, справа — перед ним

Один из авторов работы Кристофер Доти (Christopher Doughty) поясняет, что «метод позволяет выявлять планеты, обладающие высокоразвитой жизнью», дистанционно отличать их от тех, на которых жизни нет, либо она имеется лишь в примитивной форме. Иначе говоря, наблюдая далекие экзопланеты, мы сможем выявить среди них те, на которых произрастает что-то вроде наших лесов, основываясь на характеристиках отраженного ими света. Даже если вся планета выглядит в телескоп не более чем единичная точка.

Сегодня предложено множество средств для обнаружения жизни на далеких планетах, куда более элегантных, чем попытки уловить радиосигнал от «зеленых человечков». Одни отталкиваются от состава атмосферы — прежде всего, наличия в ней кислорода (напомним, что на Земле кислород практически полностью имеет биогенное происхождение). Другие обнаруживают в спектре отраженного планетой света полосы, которые могут соответствовать линиям максимального поглощения фотосинтетических рецепторов внеземных растений.

С другой стороны, когда речь идет об исследованиях климата — например, Земли, — одним из основным параметров является блеск планеты, определяющий отношение поглощенной и отраженной энергии Солнца. Чтобы максимально точно оценить его, ученые учитывают влияние теней и темных участков на поверхности планеты, которые создаются различными особенностями ландшафта. Для математического описания используется т.н. двулучевая функция отражательной способности (BRDF), которая, в частности, определяет разницу отраженного объектом света в зависимости от угла падения и отражения луча. «Представьте, что солнечным днем вы вышли на прогулку, — разъясняет Кристофер Доти, — Солнце находится ровно в зените, и если сфотографировать вас сверху, тени мы практически не увидим, вся картинка будет яркой. Если же вы выйдете ближе к вечеру, тень займет уже заметную площадь, и сделанная сверху фотография будет уже темнее».

Точно так же будет и с тенью дерева. Поэтому ученые и предположили, что если где-то на далекой планете существуют многоклеточные фотосинтезирующие организмы, то они наверняка будут развиваться схожими с нашими растениями путями. В конце концов, всем им придется бороться за получение максимума энергии от звезды, и появятся деревья, повыше возносящие свои пышные кроны. А деревья будут создавать тень, параметры которой будут меняться в соответствии с предсказаниями BRDF.

Под руководством Адама Вольфа (Adam Wolf) Кристофер Доти провел моделирование параметров отраженного под разными углами света для условной планеты, лишенной растительности, либо с растительностью разной степени пышности. Они показали, что для «лесистой» планеты всегда имеется определенный угол, при взгляде под которым тени минимальны, и планета выглядит максимально яркой. Как легко догадаться, угол этот близок к углу падения лучей от светила, так что видимые количества теней минимальны.

Метод, по словам авторов, прекрасно работает даже в том случае, когда мы можем видеть всю планету лишь как одиночный пиксель на фоточувствительной матрице. В ряде ситуаций изменение яркости планеты при обращении вокруг ее звезды позволит сделать однозначный вывод о наличии на ней «лесов».

Надеемся, что метод можно будет опробовать уже скоро, когда в нашем распоряжении будет достаточно много планет, потенциально подходящих для развития жизни, и поиск продолжится уже среди этих кандидатов. Скоро ли это случится? Узнайте сами: «Ставка на население».

По публикации Space.Com