Nad odległymi planetami, na których toczyła się akcja takich filmów jak „Gwiezdne Wojny”, „Obcy” czy „Awatar” błyszczały dwie albo nawet trzy dzienne gwiazdy. To popularny motyw wielu filmów science-fiction. Z pewnością ich zachody i wschody dostarczały obserwatorom niezapomnianych wrażeń. Ale motyw ten wcale nie jest fantastyczny. Badacze nieba szacują, że gwiazdy we wszechświecie – a na pewno w naszej Galaktyce – występują częściej w parach, aniżeli samodzielnie. Przykładowo, najjaśniejsze i najbliższe nam gwiazdy, jak Syriusz czy Alfa Centauri, mają w swym układzie właśnie gwiazdy-towarzyszki.
Pod tym względem nasze Słońce należy do niewielkiej – ale jednak - mniejszości. Teraz, astronomowie i biolodzy z University of St. Andrews postanowili zbadać, jak mogłoby wyglądać życie, gdyby na niebie planety podobnej do Ziemi świeciło kilka słońc. Wyniki swoich badań przedstawili właśnie na spotkaniu Royal Astronomical Society w Llandudno w Walii.
Obca fotosynteza
Uczeni zajęli się przede wszystkim światem roślin i podstawowym mechanizmem, który zapewnia im życie, a więc fotosyntezą. Dla przypomnienia – fotosynteza jest procesem biochemicznym, który pozwala z substancji prostych otrzymywać złożone i czerpać z nich energię. Potrzeba do tego głównie promieniowania słonecznego, ale także wody. Skomplikowane i wieloetapowe reakcje powodują, że światło słoneczne w połączeniu z wodą redukuje dwutlenek węgla, w wyniku czego powstają tlen i węglowodory, głównie glukoza. A ta stanowi podstawowy roślinny „pokarm”.
Badacze z St. Andrews postanowili przyjrzeć się dokładniej, jak przebiegałby proces fotosyntezy w sytuacji, gdyby na powierzchnię planety świeciły dwa słońca, przy czym jednym z nich był czerwony karzeł (długowieczna i stabilna gwiazda, nieco mniejsza od Słońca, w której reakcje termojądrowe są istotnie spowolnione i ograniczone). Czerwone karły zostały wzięte pod uwagę nie przez przypadek. Wśród gwiazd naszej Galaktyki stanowią zdecydowaną większość. Poza tym to właśnie one najczęściej tworzą układy podwójne. Chodzi tu o układy rozległe (tzw. wizualne), w których gwiazdy poruszają się po rozległych orbitach i mają długie okresy orbitalne. Ewolucja każdej z gwiazd przypomina tu ewolucję gwiazd samotnych. W zasadzie tylko w takich układach planety mogą istnieć. W układach ciasnych (spektroskopowych) planety nie mają raczej racji bytu.
Wyniki badań i symulacji są zaskakujące. Otóż, gdyby Ziemia znalazła się w takim układzie słonecznym, nasze rośliny mogłyby być zupełnie czarne, a w najlepszym przypadku ciemnoszare.
Czarne łąki, czarne lasy
Gdyby w ogóle powstała, roślinność takiej planety różniłaby się bardzo w zależności od tego, którą gwiazdą byłaby oświetlana bardziej. Jedna z nich byłaby bowiem dla planety gwiazdą macierzystą, druga – dalszą. W obu przypadkach wygląd planety rysowałby się zupełnie inaczej.
Jeżeli gwiazda macierzysta byłaby porównywalna z naszym Słońcem – a wielkość ma wpływ na kolor, a więc i kolor emitowanego światła – to światło wykorzystywane do fotosyntezy przypominałoby to ziemskie. Flora planety przypominałyby więc roślinne twory ziemskie, które absorbują najwięcej światła czerwonego i niebieskiego. W liściach dominowałby kolor zielony, bo z tej mieszanki światła bierze się zieleń chlorofili.
Zupełnie inaczej by to wyglądało, gdyby planeta była w strefie oddziaływania znacznie mniejszego czerwonego karła i pod wpływem jego słabego, czerwonego, przyćmionego światła. Rośliny absorbowałyby równo cały zakres promieniowania widzialnego – po to, by pozyskać jak najwięcej potrzebnej do fotosyntezy energii. Cały zakres oznaczałby jednak mieszaninę barw, dającą w rezultacie ciemny, szary odcień ich lisci. Rośliny takie prawdopodobnie musiałyby używać do fotosyntezy także promieniowanie podczerwone i ultrafioletowe. Ich kształty i barwy mogłyby więc być naprawdę niezwykłe. Czarne kwiaty, ciemnoszare palmy, bure łany zbóż. Mroczne lasy. A przecież świat roślin wpływa bardzo na świat zwierząt. A także na nas, ludzi. Jak wyglądałoby nasze życie i my sami, gdyby wokół wszystko było ciemno-szare lub czarne.
Mało tego, geometria obrotu gwiazd wokół wspólnego środka ciężkości mogłaby spowodować, że planeta (przynależna do jednej z nich) byłaby poddana obu promieniowaniom na raz, tyle że na pewnych obszarach jednemu bardziej, a drugiemu mniej. Wygląd planety byłby więc skutkiem oddziaływań obu gwiazd, co naprawdę trudno sobie wyobrazić. Sceneria taka mogłaby zainspirować najbardziej smiałych twórców powieści i filmów science-fiction.