美天文學家對外星植物顏色進行模擬研究

美國地理網站：根據一項新的模擬研究顯示，在圍繞雙星或多星系統運行的行星上可能會進化出人類肉眼看上去呈現黑色的植物。研究同時還認為這樣的生物甚至可能還會發展出自己的移動“遮陽傘”來躲避致命的太陽耀斑。

　　地球上的生命活力都來自太陽的恩澤，陽光驅動了植物的光合作用，通過這種作用植物能借助太陽輻射能和空氣中的二氧化碳合成糖類物質。我們太陽距離地球的距離，它的顏色和溫度決定了地球上的植物可以吸收大部分波長的光，但卻不吸收綠色光，這一波長的光被反射回去，進入我們的眼睛，于是我們感覺到植物呈現綠色。

　　但中大部分其他恒星和太陽不同。銀河系中，超過八成的恒星是暗淡的紅矮星。因此，天體生物學家們認為生活在圍繞此類恒星運行的行星上的植物，如果同樣發展出了光合作用，那么它們將進化出不同的波長吸收模式，因而呈現紅色、藍色、黃色、紫色甚至灰黑色，以便更有效的吸收有限的光照資源。

　　而另外一方面，中還有超過三成的恒星系統中包含兩顆或兩顆以上的恒星。目前還不清楚在這樣的多恒星環境下行星將如何演化。

　　英國圣安德魯斯大學天體生物學家杰克·奧馬利·詹姆斯(Jack O'Malley-James)是這項模擬研究的負責人。他說：“我們認為在這樣的多光源情形下，植物可能將有選擇性地挑選一顆恒星作為自己偏好的光源，而不是兩顆恒星的光源全部吸收。但在一個擁有兩顆暗淡的紅矮星組成的恒星系統周圍，你可能沒什么選擇，只能有一種顏色，或許是灰黑色。”

　　恒星耀斑的威脅

　　詹姆斯和同事們對一顆假想行星圍繞各種雙星和三恒星系統運行的情況進行了模擬。在一些模擬情形中，恒星系統中僅包含有紅矮星，但在另一部分情形下，考慮一顆紅矮星和一顆類似太陽那樣的主序星組合，甚至考慮行星圍繞兩顆類似太陽的主序星運行的情形。

　　在大多數情形下，繞轉的行星都能獲得足夠進行光合作用的光照強度。但詹姆斯警告說，那些圍繞紅矮星運行的行星可能需要額外的措施來確保自己的生存無虞。

　　他說：“紅矮星非常暗淡，這意味著你必須位于比日地距離小5倍的位置上才能獲得足夠強度的光照。但由于紅矮星具有比太陽強烈的多，頻繁的多的耀斑爆發事件，這將威脅生命的生存。”

　　因此，詹姆斯設想在這樣的中生存的植物應該會進化出某種“遮陽傘”來保護自己免受耀斑的襲擊。而如果這種植物生活在水中，它們則可能進化出某種探測機制，一旦察覺到耀斑爆發粒子的到來，便會暫時沉入水中躲避，等到爆發過后再升上來，從而保護自己脆弱的光合作用機制。

　　而來自圣安德魯斯大學的另一位天體生物學家，也是詹姆斯博士的論文指導老師詹尼·格里維斯(Jane Greaves)也表示：“可以移動的植物，能主動躲到巖石后面去躲避太陽耀斑。這樣的想法真的很酷。這項研究是次對這種特定生活環境下的生物生存模式進行具體的設想。這很重要，因為這樣的恒星環境是中為常見的。”

　　南希·江(Nancy Kiang)是美國宇航局戈達德空間飛行中心的一位生物氣象學家。她對外星植物可能具有的色彩模式進行了多年的研究。

　　但南希表示她從未考慮過在一個多恒星系統下，植物可能具備的色彩選擇模式。因此她急切的想了解詹姆斯的研究。她說：“我很想知道，在多于一個恒星光源的情形下，植物的遮陽結構將如何進化。”

　　如何搜尋“非綠色”植物?

　　對外星植物可能的顏色，以及它們可能的行為方式的推測并非僅僅為了滿足好奇心。

　　天文學家已經開始使用大型望遠鏡對遠在數光年之外的行星進行觀測。借助度靈敏的探測器，他們試圖檢測這些行星大氣中是否存在受植物葉片反射的光子信號，從而了解這些行星上是否存在外星生命。

　　而詹姆斯博士的此項研究對于這些觀測項目所收集的數據分析將具有重要的參考價值。它將為分析人員指明道路。

　　格里維斯告訴《地理》編輯說：“我們還沒有到達那一步，但我們至少已經開始知道該怎么去做這件事。在未來十年內，我們將獲得類似歐空局大望遠鏡那樣口徑的大型設備，這將大大有助于我們的研究工作。這臺大口徑望遠鏡預計2018年就可以建成。”

　　歐洲“大望遠鏡”(ELT)的主鏡口徑138英尺(約合42米)，它將有能力檢測到系外行星大氣中的成分信息數據，從而幫助研究人員判斷那里是否存在外星生命形式。

　　未來即將升空的美國宇航局“詹姆斯·韋伯空間望遠鏡”則將使這樣的觀測更加容易。而如果能建成空間觀測望遠鏡陣列，那么其分辨率更是將，前所未有。不過由于這樣的設備所涉及的復雜技術和高昂開支，暫時很難實行。

　　格里維斯說：“現在確實有一些非常雄心勃勃的計劃，但一切都還得取決于他們是否有決心按照既定的日程時間表去完成這些大型設備的建造。”
美天文學家對外星植物顏色進行模擬研究