Учёные Рочестерского университета открыли новый метод поиска жизни
Исследователи Рочестерского университета предложили модель мира маргариток для обнаружения экзопланет с биосферами. Эта модель помогает изучать взаимодействие растений и климата через агностические биосигнатуры, чтобы оценить возможность жизни за пределами Земли.
Исследователи из Рочестерского университета предложили инновационный подход к обнаружению планет с биосферами, базирующийся на агностических биосигнатурах. Результаты данной работы, демонстрирующие примеры таких сигнатур, были представлены на сервере препринтов arXiv. Исследователи применили модель мира маргариток для моделирования возможных биосфер на экзопланетах. В этой модели планету населяют организмы с различным альбедо, что определяет, какую долю солнечного излучения они отражают. Белые маргаритки, отражая более значительное количество света, охлаждают планету, тогда как черные поглощают излучение и нагревают её. Это приводит к гомеостатической обратной связи, обеспечивающей стабильный климат.
По мере увеличения яркости звезды температура планеты растет. Сначала черные маргаритки получают преимущество, так как поглощают больше солнечной энергии. Однако при дальнейшем росте температуры это становится невыгодным, и белые маргаритки начинают преобладать, способствуя охлаждению планеты благодаря увеличенному отражению света. Мир маргариток представляет собой упрощенную модель; хотя Земля ей не является, жизни на Земле также свойственно регулирование условий обитания.
Ученые применили теорию семантической информации (ТСИ) для изучения агностических биосигнатур, представленных сложными структурами, которые нельзя объяснить исключительно небиологическими процессами. Среди этих сигнатур:
- неравновесие,
- трансформация энергии,
- уникальные уровни организации в различных масштабах,
- циклические или системные изменения, указывающие на биологическое происхождение.
Специалисты провели моделирование возможных условий на экзопланетах класса М-карликов (малых красных звезд) и вывели уравнения, описывающие эволюцию маргариток совместно с их планетарной средой. Согласно модели, увеличение светимости звезд провоцирует усиление взаимосвязей между биосферой и средой обитания. Эти корреляции указывают на фазы обмена информацией и демонстрируют, что растения способны контролировать климат планеты. Разные типы альбедо растений по сравнению с голой поверхностью играют важную роль в поддержании климатической стабильности.
Авторы исследования подчеркнули, что не вся информация, поступающая от окружающей среды к биосфере, оказывает пользу для поддержания гомеостаза. Анализ данной информации способствует выявлению тех данных, которые являются критически значимыми для выживания биосферы. В дальнейшем учёные намерены разрабатывать ещё более сложные модели, включающие сложные взаимодействия между живыми и неживыми системами на экзопланетах, чтобы глубже изучить агностические биосигнатуры и получить более ясное представление о возможности жизни за пределами Земли.