Konstnärens intryck av en beboelig planet runt M-dvärgar (vänster) och urjorden (höger). Ytan på M-dvärgplaneten är upplyst av synligt ljus. Å andra sidan, liknande ljusförhållanden förväntas under vattnet, eftersom endast blågrönt ljus kan tränga igenom meter vatten. Kredit:Astrobiology Center
Forskare vid Astrobiology Center (ABC) vid National Institutes of Natural Science (NINS) i Japan och deras kollegor har föreslagit att jordliknande rödkantsreflektionsmönster skulle kunna observeras på exoplaneter runt M-dvärgar. De påpekar att de första syrehaltiga fototroferna med största sannolikhet har utvecklats under vattnet för att utnyttja synligt ljus, som inträffade i urhavet på jorden.
M-dvärgar eller röda dvärgar är små (0,5-0,1 solmassor) och svala (~3000 Kelvin) stjärnor, och är rikliga i universum. De solliknande stjärnorna anses vara rimliga mål för att söka efter beboeliga exoplaneter. Dock, närliggande M-dvärgar håller på att bli de mest omfattande målen för sökningar efter beboeliga planeter eftersom de är de mest förekommande närliggande stjärnorna och därmed kan vara den första kandidaten för att upptäcka biosignaturer på exoplaneter via transit eller direkta bildobservationer inom en snar framtid.
En av de viktigaste exoplanetära biosignaturerna är ett specifikt reflektionsmönster på landytan som kallas "red-edge, " som orsakas av växtlighet som skogar och gräsmarker. På jorden, röd kant visas mellan röda och infraröda (IR) våglängder, eftersom rött ljus absorberas för fotosyntes medan IR-strålning reflekteras. I tidigare studier, det förutspåddes att rödkantsposition på exoplaneter skulle bestämmas av strålningsspektrumet från närliggande stjärnor. Runt M-dvärgar, röd kant förväntades förskjutas till en längre våglängd, eftersom planeter på exoplaneterna använder rikligt med IR-strålning för fotosyntes.
Forskare vid Astrobiology Center (ABC) av National Institutes of Natural Science (NINS) och deras kollegor har föreslagit en alternativ förutsägelse att röd kant kan observeras som på jorden även på exoplaneter runt M-dvärgar i onlinetidskriften Vetenskapliga rapporter . De påpekar att de första syrehaltiga fototroferna med största sannolikhet har utvecklats under vattnet för att utnyttja synligt ljus precis som i urhavet på jorden. De undersökte ljusanpassningsmekanismer för synliga och IR-strålningsanvändande fototrofer som krävs för att anpassa sig till landhabitat och fann att IR-användande fototrofer kämpar för att anpassa sig till förändrade ljusförhållanden vid gränsen mellan vatten och land. Kenji Takizawa, läs författaren till studien, sa "Det är för riskabelt att använda IR-strålning under vatten-till-land utveckling."