A to niespodzianka! Planety jak Ziemia wcale nie są najlepsze dla rozwoju życia

Przez długi czas uważano, że to egzoplanety podobne do Ziemi mają największą szanse na rozwój życia. Najnowsze badania pokazują, że wcale tak nie jest. Znacznie lepszym kandydatem są młode skaliste planety.

Badania przeprowadzone przez Southwest Research Institute mogą mieć ważne implikacje dla poszukiwań życia pozaziemskiego. Do tej pory uważano, że to obecność w ekosferze – przestrzeni wokół gwiazdy, gdzie panują warunki odpowiednie do powstania wody w stanie ciekłym – jest kluczowa dla potencjalnego podtrzymania życia. Ale nawet na planetach znajdujących się w ekosferze może rozwinąć się klimat nieodpowiedni dla życia. 

Aby na planecie rozwinął się klimat umiarkowany (jak na Ziemi), konieczna jest dostępność wystarczających ilości ciepła, które zasilą obieg węgla na skalę globalną. Aby było to możliwe konieczne jest tzw. “odgazowanie” wulkaniczne, które jest głównym źródłem dwutlenku węgla do atmosfery. Aby możliwa była aktywność wulkaniczna, konieczny jest ruch obszaru między jądrem a skorupą planety. 

Dlatego pojawiły się sugestie, że to młode skaliste planety, wykazujące dużą aktywność wulkaniczną, są najlepsze do poszukiwania życia. Szczegóły opisano w Astrophysical Journal Letters.

Dr Cayman Unterborn z Southwest Research Institute powiedział: 

Wiemy, że te radioaktywne pierwiastki są niezbędne do regulacji klimatu, ale nie wiemy, jak długo mogą to robić, ponieważ z czasem ulegają rozpadowi. Ponadto pierwiastki radioaktywne nie są rozmieszczone równomiernie w całej galaktyce, a w miarę starzenia się planet może im zabraknąć ciepła i odgazowanie ustanie. Ponieważ planety mogą mieć więcej lub mniej tych pierwiastków niż Ziemia, chcieliśmy zrozumieć, jak to zróżnicowanie może wpłynąć na to, jak długo skaliste egzoplanety będą w stanie utrzymać umiarkowany, podobny do ziemskiego klimat.

Badania planet pozasłonecznych stanowią duże wyzwanie dla naukowców. Istniejące technologie nie pozwalają na pomiar składu powierzchni egzoplanety, nie wspominając o ich wnętrzu. Można jednak zmierzyć obfitość pierwiastków w gwieździe macierzystej. Korzystając z tych danych, astronomowie wnioskują, z czego jest zbudowany obcy świat. Oczywiście, są to tylko szacunki.

Dr Cayman Unterborn dodał: 

Używając gwiazd macierzystych do oszacowania ilości tych pierwiastków, które dostałyby się na planety w ciągu całej historii Drogi Mlecznej, obliczyliśmy, jak długo możemy się spodziewać, że planety będą miały wystarczająco dużo wulkanizmu, aby utrzymać umiarkowany klimat, zanim zabraknie im energii. W najbardziej pesymistycznych warunkach szacujemy, że ten krytyczny wiek wynosi tylko około 2 miliardów lat dla planety o masie Ziemi, a w bardziej optymistycznych warunkach sięga 5-6 miliardów lat dla planet o większej masie. Dla tych kilku planet, dla których znamy wiek, okazało się, że tylko kilka z nich było wystarczająco młodych, abyśmy mogli z całą pewnością stwierdzić, że mogą one mieć powierzchniowe odgazowanie węgla.

Dobrym przykładem jest TRAPPIST-1 – układ z największą grupą planet o rozmiarach zbliżonych do Ziemi, jaką kiedykolwiek znaleziono w jednym układzie gwiezdnym, z siedmioma światami, w tym czterema w ekosferze. Jednak mające ok. 8 mld lat, światy te są o ok. 2 mld lat starsze niż najbardziej optymistyczny okres odgazowania przewidziany w tym badaniu i jest mało prawdopodobne, aby mogły one dziś utrzymać umiarkowany klimat.

Największe nadzieje związane z obserwacjami egzoplanet naukowcy wiążą z Kosmicznym Teleskopem Jamesa Webba, który będzie gotowy do pracy już na wakacjach. Dzięki niemu będzie możliwy pomiar zmienności atmosfer egzoplanet, który pogłębi naszą wiedzę o obcych światach.