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迷幻太空植物

科学家预测遥远行星上的植物将拥有奇特的色彩。

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大自然中的某些部分似乎几乎由其颜色定义——叶子是绿色的,血液是红色的,天空是蓝色的——但NASA科学家说,外星植物的叶子可以是彩虹中的几乎任何颜色,甚至可能是黑色的。他们还开发了一个模型来预测其他行星上植物的颜色,这也有助于我们寻找太阳系以外的生命。

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NASA戈达德太空研究所的天体生物学家南希·基亚(Nancy Kiang)说,我们熟悉的植物颜色并不是一种普遍属性,而是我们特定的太阳和大气层造成的偶然。尽管太阳会发出各种颜色的可见光,但我们大气层中的氧气和臭氧会吸收一部分蓝光和绿光,从而让更多红光穿透到地表。由于红光在环境中大量存在,植物进化出了叶绿素来高效吸收红光和蓝光。“光合作用受到光子数量的限制,而到达地球的红光光子比其他任何颜色都多,”基亚说。叶绿素无法吸收所有颜色,它会反射大部分绿色光子(或称为光束),而这些反射的光子赋予了叶子其特有的色调。

从地球表面来看,阳光富含红光,这是植物最充裕的能量来源,这一点显而易见。NASA天体生物学家维多利亚·米多斯(Victoria Meadows)说,强大的望远镜甚至可以测定到达像地球这样行星的阳光颜色,距离可达45光年。通过比较太阳直接发出的光和地球反射的阳光,科学家们可以得知地球大气层中有大量的臭氧和氧气,它们会吸收蓝光和紫外线,但会让更多红光通过。(他们还会看到其他大气化学物质的吸收“特征”,如水和二氧化碳,这些从植物的角度来看影响较小。)从远处看地球,基亚说她会预测这里的植物会利用红光,因为红光非常丰富,并将它们的颜色定为“绿色到橙色之间的任何一种”。

基亚和她的同事们使用假设的恒星-行星组合来预测外星植物的颜色,得出了一些直观上令人吃惊的结果。对于比我们的太阳更冷的恒星,氧气丰富的大气层只会过滤很少的蓝光,因此植物可能需要依靠不可见的红外线进行光合作用。由于它们会反射大部分可见光,它们在我们眼中可能会呈现白色。基亚说,而更热的恒星可能会产生红色或橙色的植物,但在任何情况下蓝色植物都不太可能出现。

将这种思维推演到系外行星是诱人的,但这需要等到能够区分遥远行星反射的光与附近恒星更明亮的光的强大望远镜出现。欧洲航天局计划建造这样一台望远镜,但要到2015年才能投入使用。在此期间,我们只能满足于梦想着在橙色草地上出现紫红色的棕榈树。

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