زمین به لطف اقیانوسهای فراوانش، اغلب با عنوان «سیاره آبی» شناخته میشود، اما بیشتر تودههای خشکی این سیاره تحت سلطه رنگ سبز هستند. گیاهان از کلروفیل (که نور قرمز و آبی را جذب میکند اما نور سبز را بازتاب میدهد) برای جذب انرژی خورشیدی استفاده کرده و با استفاده از کربن و آب از طریق فرآیندی به نام فتوسنتز غذا میسازند. در حالی که این درس پایه زیست شناسی، شیوه غالب شکوفایی حیات گیاهی در سیاره ما را توضیح میدهد، اما حیات در سایر سیارههای فراخورشیدی شبیه به زمین (به ویژه آنهایی که به دور ستارگان کوتوله سرخ میچرخند) ممکن است از روشی کاملاً متفاوت پیروی کند؛ روشی که کل جهان آنها را به رنگ بنفش درمیآورد! با ما در دیجی رو همراه باشید.
دانشمندان دانشگاه کرنل در مطالعهای جدید نحوه تبدیل رنگ جهانهای بیگانه توسط گیاهان فرازمینی را که برای فتوسنتز به تابش مادون قرمز وابسته هستند، تجزیه و تحلیل کردهاند. این نوع باکتریها که شامل باکتریهای غیرهوازی فتوتروف و باکتریهای غیرمغذی فتوتروف میشوند، میتوانند یک اثر نوری متمایز را از خود ساطع کنند که توسط تلسکوپهای پیشرفته آینده، از جمله تلسکوپ فوق العاده بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا قابل شناسایی باشد. نتایج این مطالعه در مجله «اخبار ماهانه انجمن سلطنتی نجوم» منتشر شده است.
لیژیا فونسکا کوئلیو (Lígia Fonseca Coelho)، دانشجوی دکترای دانشگاه کرنل در بیانیهای مطبوعاتی گفته:
باکتریهای بنفش میتوانند در شرایط مختلفی رشد کنند و آنها را به یکی از رقبای اصلی برای حیاتی تبدیل میکند که میتوانند بر روی انواع جهانها غالب شوند. آنها در حال حاضر در برخی از مکانهای خاص در زمین به خوبی رشد میکنند… تصور کنید که اگر این باکتریها با گیاهان سبز، جلبکها و باکتریها رقابت نمیکردند، یک خورشید قرمز میتوانست مطلوبترین شرایط را برای فتوسنتز در اختیارشان قرار دهد.
برای درک رنگ و امضای شیمیایی چنین دنیایی، کوئلیو و همکارانش 20 نمونه از باکتریهای گوگردی بنفش و غیر گوگردی بنفش را از مکانهای مختلفی در سراسر جهان جمعآوری کردند؛ از جمله منافذ گرمابی و حتی استخرهای اطراف پردیس دانشگاه کرنل. این باکتریها برای فرآیندی شبیه فتوسنتز به نور قرمز و مادون قرمز با انرژی کم متکی هستند و در حالی که باکتریهای بنفش ممکن است امروزه یک گونه زیستی خاص باشند، برخی از دانشمندان بر این نظریه استدلال میکنند که زمین باستانی به احتمال زیاد بسیار بنفشتر از آن چیزی بوده است که امروزه میبینیم.
مطالعهای در سال 2022 از دانشگاه مریلند به بررسی این موضوع پرداخت که چرا گیاهان رنگ سبز را منعکس میکنند، در حالی که از نظر فنی خورشید بیشترین نور را در طیف آبی-سبز ساطع میکند. دانشمندان معتقدند که یک مولکول حساس به نور به نام شبکیه (که قبل از کلروفیل روی زمین ظاهر شد) نور سبز را جذب کرده و قرمز و بنفش را بازتاب میداد که برای چشم انسان به نظر بنفش میآمد.
هنگامی که مولکول کلروفیل روی زمین تکامل یافت (که بخش قابل توجهی از آن به دلیل افزایش سطح اکسیژن جو بود) با شرایطی مواجه شد که نور سبز خورشید توسط گیاهان با اهرم شبکیه جذب میشد. بنابراین، در عوض، این مولکول تمام نورهای در دسترس دیگر را جذب کرد. اگر چه خورشید در آن طیف نور کمتری ساطع میکند، اما کلروفیل یک سیستم پیشرفتهتر و کارآمدتر برای تولید فتوسنتز بود و به این ترتیب، رنگ سبز زمین شروع به شکلگیری کرد.
اما در سیارههای فراخورشیدی که اکسیژن کمتری دارند و به دور ستارگان کوتوله سرخ سرد میچرخند، شرایط ممکن است کاملاً متفاوت باشد. کوئلیو مدلهای مختلفی از سیارههای شبیه به زمین را در طیف وسیعی از محیطهای مرطوب و خشک توسعه داده و در این مدلها، بخش اعظمی از اثرات نوری شبیهسازی شده به رنگ بنفش درآمدند.
بنابراین، اگر زمانی بیگانگان بالاخره به زمین رسیدند، انتظار دیدن موجودات سبز رنگی را که در فیلمها دیدهایم، نداشته باشید! چرا که ممکن است با موجوداتی بنفش رنگ مواجه شویم.
