Europan Space Whales Υπάρχει κανείς; Πλανήτες που καλύπτονται από βαθείς ωκεανούς μπορούν ακόμα να έχουν ζωή πάνω τους
Τις τελευταίες δεκαετίες, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν πολλούς πλανήτες που πιστεύουν ότι έχουν «γήινη» φύση, που σημαίνει ότι φαίνεται να είναι γήινοι (δηλαδή βραχώδεις) και περιφέρονται γύρω από τα αστέρια τους στη σωστή απόσταση για να υποστηρίξουν την ύπαρξη υγρού νερού στην επιφάνειά τους . Δυστυχώς, πρόσφατη έρευνα έχει δείξει ότι πολλοί από αυτούς τους πλανήτες μπορεί στην πραγματικότητα να είναι ' υδάτινους κόσμους », όπου το νερό αποτελεί σημαντικό ποσοστό της μάζας του πλανήτη.
Για την επιστημονική κοινότητα, αυτό φαινόταν να δείχνει ότι αυτοί οι κόσμοι δεν θα μπορούσαν να παραμείνουν κατοικήσιμοι για πολύ καιρό, καθώς δεν θα μπορούσαν να υποστηρίξουν τον κύκλο ορυκτών και αερίων που κρατά το κλίμα σταθερό στη Γη. Ωστόσο, σύμφωνα με τον α νέα μελέτη από μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο και το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, αυτοί οι «υδάτινοι κόσμοι» θα μπορούσαν να είναι πιο κατοικήσιμοι από όσο νομίζουμε.
Η μελέτη τους με τίτλο « Κατοικιμότητα υδάτινων κόσμων εξωπλανητών », εμφανίστηκε πρόσφατα στοThe Astrophysical Journal. Η μελέτη διεξήχθη από τον Edwin S. Kite, επίκουρο καθηγητή στο Τμήμα Γεωφυσικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Σικάγο. και τον Eric B. Ford, καθηγητή στο Pennsylvania State University’s Κέντρο Εξωπλανητών και Κατοικητών Κόσμων , Ινστιτούτο Κυβερνοεπιστήμης και το Κέντρο Αστροβιολογίας της Πολιτείας της Πενσυλβάνια .
Η απεικόνιση ενός υδάτινου κόσμου από καλλιτέχνη. Μια νέα μελέτη δείχνει ότι η Γη είναι μειοψηφία όσον αφορά τους πλανήτες και ότι οι περισσότεροι κατοικήσιμοι πλανήτες μπορεί να είναι μεγαλύτεροι από το 90% των ωκεανών. Πίστωση: David A. Aguilar (CfA)
Για τη μελέτη τους, οι Kite και Ford κατασκεύασαν μοντέλα για βραχώδεις πλανήτες που είχαν πολλαπλάσιο νερό από τη Γη, λαμβάνοντας υπόψη πώς θα εξελισσόταν η θερμοκρασία και η χημεία των ωκεανών σε μια περίοδο πολλών δισεκατομμυρίων. Ο σκοπός αυτού ήταν να εξεταστούν ορισμένες μακροχρόνιες υποθέσεις όσον αφορά την κατοικησιμότητα των πλανητών. Το κυριότερο από αυτά είναι ότι οι πλανήτες πρέπει να έχουν παρόμοιες συνθήκες με τη Γη προκειμένου να υποστηρίξουν τη ζωή για μεγάλες χρονικές περιόδους.
Για παράδειγμα, ο πλανήτης Γη κατάφερε να διατηρήσει σταθερές θερμοκρασίες για μεγάλα χρονικά διαστήματα μειώνοντας τα αέρια του θερμοκηπίου σε ορυκτά (που οδηγεί σε παγκόσμια ψύξη) και θερμαίνοντας τον εαυτό του απελευθερώνοντας αέρια θερμοκηπίου μέσω ηφαιστείων. Μια τέτοια διαδικασία δεν θα ήταν δυνατή σε υδάτινους κόσμους, όπου ολόκληρη η επιφάνεια (ακόμη και ένα σημαντικό κλάσμα μάζας) του πλανήτη αποτελείται από νερό.
Σε αυτούς τους κόσμους, το νερό θα εμπόδιζε την απορρόφηση του διοξειδίου του άνθρακα από τους βράχους και θα καταστέλλει την ηφαιστειακή δραστηριότητα. Για να το αντιμετωπίσουν αυτό, οι Kite και Ford δημιούργησαν μια προσομοίωση με χιλιάδες πλανήτες που δημιουργήθηκαν τυχαία και παρακολούθησαν την εξέλιξη του κλίματός τους με την πάροδο του χρόνου Αυτό που βρήκαν ήταν ότι οι υδάτινοι κόσμοι θα εξακολουθούσαν να είναι σε θέση να διατηρήσουν την ισορροπία θερμοκρασίας για δισεκατομμύρια χρόνια. Όπως εξήγησε ο Kite σε πρόσφατο UChicago News δελτίο τύπου :
«Αυτό πραγματικά αντιστρέφει την ιδέα ότι χρειάζεστε έναν κλώνο της Γης—δηλαδή, έναν πλανήτη με λίγη γη και έναν ρηχό ωκεανό… Η έκπληξη ήταν ότι πολλοί από αυτούς μένουν σταθεροί για περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο χρόνια, μόνο από τύχη. Η καλύτερη εικασία μας είναι ότι είναι της τάξης του 10 τοις εκατό από αυτούς».
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το πώς μπορεί να μοιάζει ένας εξωπλανήτης σαν τη Γη. Πίστωση: ESO
Για αυτούς τους πλανήτες, οι οποίοι βρίσκονται ακριβώς στη σωστή απόσταση από τα αστέρια τους, οι προσομοιώσεις έδειξαν ότι υπήρχε η σωστή ποσότητα άνθρακα. Και ενώ δεν είχαν αρκετά μέταλλα και στοιχεία από τον φλοιό διαλυμένα στους ωκεανούς για να τραβήξουν τον άνθρακα από την ατμόσφαιρα, είχαν αρκετό νερό για να κάνουν κύκλο του άνθρακα μεταξύ της ατμόσφαιρας και του ωκεανού. Αυτή η διαδικασία ήταν προφανώς αρκετή για να διατηρήσει το κλίμα σταθερό για αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια.
«Το πόσο χρόνο έχει ένας πλανήτης εξαρτάται βασικά από το διοξείδιο του άνθρακα και το πώς κατανέμεται μεταξύ του ωκεανού, της ατμόσφαιρας και των βράχων στα πρώτα του χρόνια», είπε ο Kite. «Φαίνεται ότι υπάρχει τρόπος να διατηρηθεί ένας πλανήτης κατοικήσιμος μακροπρόθεσμα χωρίς τη γεωχημική ποδηλασία που βλέπουμε στη Γη».
Οι προσομοιώσεις βασίστηκαν σε πλανήτες που περιφέρονται γύρω από αστέρια όπως το δικό μας – αστέρια τύπου G (κίτρινοι νάνοι) – αλλά τα αποτελέσματα ήταν αισιόδοξα και για αστέρια τύπου M (κόκκινος νάνος). Τα τελευταία χρόνια, οι αστρονόμοι έχουν καθορίσει ότι αυτά τα συστήματα είναι ελπιδοφόρα για την καλλιέργεια της ζωής εξαιτίας τους φυσική μακροζωία και πώς γίνονται πιο φωτεινά πιο αργά με την πάροδο του χρόνου – κάτι που δίνει τη ζωή πολύ περισσότερο για να εμφανιστεί.
Ενώ οι κόκκινοι νάνοι είναι επίσης γνωστοί για την ύπαρξη τους μεταβλητή και ασταθής σε σύγκριση με τον Ήλιο μας, με αποτέλεσμα πολλές εκλάμψεις που θα μπορούσαν να απομακρύνουν την ατμόσφαιρα ενός πλανήτη, το γεγονός ότι ένας ωκεάνιος κόσμος θα μπορούσε να ανακυκλώσει αρκετό άνθρακα για να διατηρήσει την ατμόσφαιρα σε σταθερή θερμοκρασία είναι ενθαρρυντικό. Υποθέτοντας ότι ορισμένοι από τους πλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τους κόκκινους νάνους έχουν προστατευτική μαγνητόσφαιρα, θα μπορούσαν επίσης να διατηρήσουν συνθήκες ζωής για μεγάλες περιόδους.
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το Proxima b, το οποίο ανακαλύφθηκε χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Radial Velocity. Πίστωση: ESO/M. Kornmesser
Τα τελευταία χρόνια, το κύμα ανακαλύψεων εξωπλανητών έχει προκαλέσει το επίκεντρο των μελετών για εξωπλανήτες να μετατοπιστεί από την ανίχνευση στον χαρακτηρισμό. Αυτό με τη σειρά του έχει κάνει τους επιστήμονες να αρχίσουν να κάνουν εικασίες σχετικά με τα είδη των συνθηκών υπό τις οποίες θα μπορούσε να εμφανιστεί και να ευδοκιμήσει η ζωή. Ενώ η προσέγγιση του «φρούτου σε χαμηλά επίπεδα» εξακολουθεί να είναι το πρωταρχικό μέσο που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για να βρουν δυνητικά κατοικήσιμους πλανήτες - όπου οι επιστήμονες αναζητούν πλανήτες που έχουν παρόμοιες συνθήκες με τη Γη - είναι σαφές ότι υπάρχουν και άλλες δυνατότητες.
Τα επόμενα χρόνια, με την ανάπτυξη διαστημικών τηλεσκοπίων όπως το Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) και επίγεια τηλεσκόπια όπως το Τηλεσκόπιο τριάντα μέτρων , ο Εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο και το Γιγαντιαίο τηλεσκόπιο Μαγγελάνου , οι αστρονόμοι θα μπορούν να χαρακτηρίζουν τις ατμόσφαιρες των εξωπλανητών και να προσδιορίζουν αν είναι όντως υδάτινοι κόσμοι ή πλανήτες με ηπειρωτικό φλοιό (όπως η Γη).
Αυτά τα ίδια τηλεσκόπια θα επιτρέψουν επίσης στους αστρονόμους να αναζητήσουν βιουπογραφές σε αυτές τις ατμόσφαιρες, οι οποίες όχι μόνο θα βοηθήσουν να προσδιορίσουν εάν είναι «δυνητικά κατοικήσιμα», αλλά «δυνητικά κατοικήσιμα».
Περαιτέρω ανάγνωση: UChicago News