En stjernelyssimulator (venstre) og når den er belyst (højre). Kredit:La Rocca, et al.
Fotosyntese er sandsynligvis den vigtigste kemiske reaktion for livet på Jorden. Det er den proces, planter bruger til at omdanne sollys til energi, de kan bruge. Gennem det kan planter producere kulhydrater, de kan bruge (og vi kan spise, når vi høster planter), hvilket genererer ilt som et biprodukt. Fotosyntese er grunden til, at Jordens atmosfære består af omkring 20 % ilt. Ingen fotosyntese, intet liv på Jorden, som vi kender det.
Det er også grunden til, at så mange planter er grønne. De fleste planter bruger klorofyl som en del af fotosynteseprocessen, som reflekterer grønt lys, mens de absorberer rødt og blåt lys gennem fotosyntesen. Hvis du tænker over det, er det lidt mærkeligt, da solen afgiver sit mest intense lys i det grønne område af spektret. Der er faktisk et fotosyntesekemikalie kendt som retinal, som absorberer grønt og reflekterer rødt og blåt. Hvis planter brugte retinal i stedet for klorofyl, ville de fleste planter være lilla. Nogle bakterier bruger retinal, men det viser sig for sollys, at klorofyl er mere effektivt, så generelt giver det mere valuta for pengene. Det er muligt, at tidligt liv brugte retinal, som er et enklere molekyle, før man fandt ud af, hvordan man bruger klorofyl.
Selvfølgelig udviklede fotosyntesen sig til at udnytte en lys gul stjerne, der udsender det meste af sit lys i det synlige spektrum. Men sollignende stjerner udgør mindre end 8 % af hovedsekvensstjernerne i vores galakse. Røde dværge udgør på den anden side 75 % af hovedsekvensstjernerne. Statistisk set kredser langt de fleste potentielt beboelige planeter om en rød dværg. Og røde dværge er meget mindre og køligere end vores sol. Det meste af det lys, de udsender, er i det infrarøde. Infrarødt lys er dejligt varmt, men har det det kick, du skal bruge til at drive fotosyntesen? I en nylig undersøgelse forsøgte et forskerhold at finde ud af det.
Solens spektrum sammenlignet med en M-klasse rød dværg. Kredit:T Roger/Europlanet 2024 RI
For at gøre dette skabte de en stjernelyssimulator. Det er en række LED'er, der er sat op til at efterligne spektret af en rød dværg. Enheden kan efterligne spektrene for forskellige typer stjerner, men da røde dværge er så almindelige, studerede de det først. De skabte derefter en atmosfære, der kunne være typisk for en tidlig beboelig verden, kastede nogle bakterier ind og oplyste den med simuleret stjernelys.
De startede med cyanobakterier, som var blandt de første type organismer på Jorden, der brugte fotosyntese til at producere ilt. De er særligt gode til at overleve i barske miljøer. Cyanobakterierne trivedes og voksede under det infrarøde skær fra en rød dværg, så holdet gentog forsøget med røde og grønne alger. Begge trives også godt. Så selvom røde dværge ikke udsender den type lys, der drev udviklingen af fotosyntese, kunne jordiske organismer leve under en rød dværgsol. Dette er gode nyheder for alle, der ønsker at finde udenjordisk liv.
Selvfølgelig er der andre udfordringer med røde dværge, der kan udelukke liv på deres verdener. Stjernerne er kendt for at udsende kraftige udbrud, der kan fjerne atmosfæren fra tætte verdener, og de har måske ikke de elementære ressourcer, der er nødvendige for komplekse organismer. Men det er en stor undersøgelse, der har kastet lidt lys over vores forståelse af liv på andre planeter. + Udforsk yderligere