Да, это возможно: http://ayende.com/blog/3992/nhibernate-search
См. Приведенный пример, атрибут IndexEmbedded означает, что «дочерний» объект или коллекция также будут проиндексированы:
[Indexed]
public class Post
{
[DocumentId]
public virtual int Id { get; set; }
[IndexedEmbedded]
public virtual Blog Blog { get; set; }
[IndexedEmbedded]
public virtual User User { get; set; }
[Field(Index.Tokenized, Store = Store.Yes)]
public virtual string Title { get; set; }
[Field(Index.Tokenized)]
public virtual string Text { get; set; }
public virtual DateTime PostedAt { get; set; }
public virtual ISet<Comment> Comments { get; set; }
[IndexedEmbedded]
public virtual ISet<Category> Categories { get; set; }
[IndexedEmbedded]
public virtual ISet<Tag> Tags { get; set; }
}