Кислородный тупик в системе красного карлика экспресс

Оригинал: "Dearth of Photosynthetically Active Radiation Suggests No Complex Life on Late M-Star Exoplanets"
arXiv:2601.02548v1 · 2026-01-05 · CC BY 4.0 · 2 мин
В гонке за светом у красных карликов инфракрасные бактерии вырываются вперёд, оставляя кислородный фотосинтез позади.

У экзопланеты TRAPPIST-1 кислородный фотосинтез — процесс, при котором световая энергия преобразуется в химическую с выделением кислорода, — проигрывает гонку за выживание. Эта звезда-карлик спектрального класса M излучает преимущественно в инфракрасном диапазоне, а не в видимом, как Солнце. Земные растения, улавливая свет определённых длин волн (прежде всего красный и синий участки спектра), за миллиарды лет накопили в атмосфере кислород, но у TRAPPIST-1 таких лучей ничтожно мало. Если бы этот процесс шёл сам по себе, без учёта других факторов, он занял бы около 63 миллиардов лет — это превышает возраст Вселенной. С поправкой на то, что избыток света повреждает клеточные структуры и допустимый для фотосинтеза диапазон длин волн несколько шире, расчётное время сжимается до 1–5 миллиардов лет — но и это, по геологическим меркам, огромный срок.

Однако в гонку вступают бактерии, не выделяющие кислород, зато идеально приспособленные улавливать инфракрасный свет вплоть до длины волны 1100 нанометров. У TRAPPIST-1 инфракрасного излучения в 22 раза больше, чем видимого. Эти микроорганизмы, используя свои пигменты, способны эффективно поглощать энергию там, где обычные фотосинтетики бессильны. Они захватят океаны, перекрыв доступ к ресурсам — растворённым питательным веществам и свету — своим конкурентам. Вместо привычной нам зелени, обязанной хлорофиллу, моря окрасятся в пурпурные тона, характерные для бактериородопсиновых систем. Без накопления кислорода не случится Кембрийский взрыв — та самая лавина сложных многоклеточных организмов, которая около 540 миллионов лет назад породила большинство современных типов животных. Поэтому большинство землеподобных планет у красных карликов, открытых благодаря методам транзитной фотометрии, в разработку которых внесли вклад Уильям Боруцкий и Дэвид Шарбонно, по-видимому, навечно останутся миром микробов. Судьбу биосферы решает не только расстояние до звезды, определяющее температуру, но и спектральный состав её света — то есть цвет.

На Земле пурпурные серные бактерии, использующие инфракрасный свет, до сих пор живут в горячих источниках — возможно, так выглядела жизнь в древних океанах до кислородной революции.

Учёные
Isaac NewtonJohn MichellRobert HookeChristian DopplerD. B. McLaughlinDidier Queloz
Понятия
фотосинтез гигантский импакт при формировании Луны происхождение жизни звездообразование в ранней Вселенной озоновый слой кислород нуклеосинтез первых звёзд Земля экзопланетная атмосфера оксид титана солнечная система возраст Вселенной тропосфера парниковый эффект эра доминирования излучения окисление траппист 1 угарный газ солнечный цикл извлечение энергии