Ученые из Рочестерского университета разработали инновационный метод обнаружения планет с биосферами, используя агностические биосигнатуры. Результаты их исследования, в котором представлены примеры таких сигнатур, опубликованы на сервере препринтов arXiv.

Исследователи применили модель «мира маргариток» для моделирования потенциальных биосфер на экзопланетах. В этой модели планета населяется организмами с различным альбедо — показателем, определяющим, сколько солнечного света они отражают. Белые маргаритки, отражая больше света, охлаждают планету, в то время как черные, поглощая свет, ее нагревают. Эти растения создают гомеостатическую обратную связь, стабилизируя климат планеты.

По мере увеличения яркости звезды, температура планеты растет. Вначале черные маргаритки процветают, так как они поглощают больше энергии. Однако, когда планета становится слишком горячей, белые маргаритки начинают доминировать, отражая больше солнечного света и охлаждая планету.

Модель «мира маргариток» является упрощенной, но она отражает общие принципы, которые могут быть применимы к другим планетам. Ученые использовали теорию семантической информации (ТСИ) для изучения агностических биосигнатур — сложных паттернов и структур, которые не могут быть объяснены небиологическими процессами. К таким сигнатурам относятся неравновесие, новый перенос энергии, необычные уровни организации и циклические изменения, указывающие на биологическую природу.

Исследователи также смоделировали условия на экзопланетах класса М-карликов (красные карлики) и разработали уравнения, описывающие взаимодействие между маргаритками и планетарной средой. Результаты моделирования показали, что увеличение светимости звезды усиливает корреляции между биосферой и средой, свидетельствуя о том, что растения могут контролировать климат планеты. Различия в альбедо флоры играют ключевую роль в поддержании стабильных температурных условий.

Авторы исследования подчеркнули, что не вся информация, получаемая биосферой от окружающей среды, полезна для поддержания гомеостаза. Анализ этой информации помогает выявить, какая информация способствует выживанию биосферы.

В будущем ученые планируют создать более сложные модели, учитывающие множество взаимодействий между живыми и неживыми системами на экзопланетах, чтобы выявить агностические биосигнатуры и лучше понять возможность существования жизни за пределами Земли.

Ссылка на источник:   https://lenta.ru