Alates Kepleri kosmoseteleskoop kui kosmosesse lasti, on meie Päikesesüsteemist (eksoplaneetidest) kaugemate teadaolevate planeetide arv hüppeliselt kasvanud. Praegu on 2918 tähesüsteemis kinnitatud 3917 planeeti, samal ajal kui kinnitust ootavad 3968 planeeti. Neist umbes 50 orbiiti nende tähe ümmarguse tähe asustatavas tsoonis (teise nimega “Goldilocksi tsoon”) on vahemaa, mille jooksul vedel vesi võib planeetide pinnal eksisteerida.
Hiljutised uuringud on tõstatanud võimaluse, et meie arvates on elamiskõlblik tsoon liiga optimistlik. Hiljuti Internetis ilmunud uue uuringu pealkirjaga “Keerulise elu piiratud elupaigaks kasutatav tsoon” järgi võiksid asustatavad tsoonid olla palju kitsamad, kui algselt arvati. Need leiud võivad avaldada drastilist mõju planeetide arvule, mida teadlased peavad „potentsiaalselt elamiskõlblikuks”.
Uuringut juhtis Edward W. Schwieterman, NASA järeldoktoriprogrammi stipendiaat, Riverside'i California ülikoolis, ning uuringusse kaasati Alternatiivsete Maade meeskonna (NASA Astrobioloogia Instituudi osa), eksoplaneetide süsteemiteaduse Nexuse (NExSS) teadlased. ja NASA Goddardi kosmoseuuringute instituut.
Varasemate hinnangute põhjal, mis põhinevad Kepler andmete põhjal järeldasid teadlased, et ainuüksi Linnutee galaktikas on 40 miljardit Maa-taolist planeeti, millest 11 miljardit tiirleb tõenäoliselt nagu meie Päikese tähed (s.o G-tüüpi kollased kääbused). Teised uuringud on näidanud, et see arv võib ulatuda 60 miljardini või isegi 100 miljardini, sõltuvalt parameetritest, mida me kasutatavate piirkondade määratlemisel kasutame.
Need tulemused on kindlasti julgustavad, kuna need viitavad sellele, et Linnutee võiks olla elu täis. Kahjuks on hiljutised uuringud päikeseväliste planeetide kohta pannud kahtluse alla nende varasemate hinnangute osas. See kehtib eriti siis, kui tegemist on tõusulainega lukustatud planeetidega, mis tiirlevad M-tüüpi (punane kääbus) tähti.
Lisaks on uuringud, kuidas elu Maa peal arenes, näidanud, et vesi üksi ei taga elu - ega selles osas ka gaasi hapniku olemasolu. Lisaks sellele pidasid Schwieterman ja tema kolleegid veel kahte peamist biosignatuuri, mis on eluks olulised, nagu me seda tunneme - süsinikdioksiid ja vingugaas.
Liiga suur osa neist ühenditest oleks keerukale elule mürgine, samas kui liiga vähe tähendaks, et varasi prokarüoote ei tekiks. Kui Maakera elu näitab, on põhilised eluvormid keerukamate ja hapnikku nõudvate eluvormide tekkimiseks hädavajalikud. Sel põhjusel püüdsid Schwieterman ja tema kolleegid elamiskõlbliku vööndi määratlust läbi vaadata, et seda arvesse võtta.
Ausalt öeldes ei ole elamiskõlbliku tsooni ulatuse arvutamine kunagi lihtne. Lisaks kaugusele nende tähest sõltub planeedi pinnatemperatuur atmosfääri mitmesugustest tagasisidemehhanismidest - näiteks kasvuhooneefekt. Peale selle eeldab elamiskõlbliku tsooni tavapärane määratlus “Maa-sarnaste” tingimuste olemasolu.
See tähendab atmosfääri, mis on rikas lämmastiku, hapniku, süsinikdioksiidi ja veega ning mis on stabiliseeritud sama karbonaat-silikaadi geokeemilise tsükli protsessiga, mis eksisteerib Maal. Selle protsessi käigus muutuvad setted ja ilmastik silikaatkivimitest süsinikuks, geoloogiline aktiivsus aga süsinikkivimitest taas silikaatpõhiseks.
See viib tagasisidele, mis tagab, et süsinikdioksiidi tase atmosfääris püsib suhteliselt stabiilsena, võimaldades seega pinnatemperatuuri tõusu (aka kasvuhooneefekt). Mida lähemal on planeet asustatava tsooni siseservale, seda vähem on selleks vaja süsinikdioksiidi. Nagu Schwieterman MIT Technology Review hiljutises artiklis selgitas:
"Kuid elamiskõlbliku tsooni keskmises ja välimises piirkonnas peab süsinikdioksiidi kontsentratsioon atmosfääris olema palju suurem, et säilitada vedela pinnavee jaoks soodsat temperatuuri."
Näitlikustamiseks kasutas meeskond näitena Kepler-62f - supermaad, mis tiirleb K-tähega (pisut väiksem ja hämaram kui meie Päike), mis asub Maast umbes 990 valgusaasta kaugusel. See planeet tiirleb ümber oma tähe umbes samal kaugusel kui Veenus teeb Päikese, kuid tähe väiksem mass tähendab, et see asub asustatava tsooni välisservas.
Kui see 2013. aastal avastati, arvati, et see planeet on hea maavälise elu kandidaat, eeldades piisava kasvuhooneefekti olemasolu. Schwieterman ja tema kolleegid arvutasid siiski, et see võtab 1000 korda rohkem süsinikdioksiidi (300–500 kilopaskalit) kui see, mis eksisteeris Maal keerukate eluvormide esmakordsel kujunemisel (umbes 1,85 miljardit aastat tagasi).
See süsinikdioksiidi kogus oleks aga mürgine kõige keerukamate eluvormide jaoks siin Maa peal. Selle tulemusel ei oleks Kepler-62f eluks sobiv kandidaat isegi siis, kui see oleks piisavalt vedel vesi. Pärast nende füsioloogiliste piirangutega arvestamist jõudsid Schwieterman ja tema meeskond järeldusele, et keeruka elu jaoks mõeldud elamispiirkond peab olema oluliselt kitsam - veerand sellest, mida varem hinnati.
Schwieterman ja tema kolleegid arvutasid ka, et mõnel eksoplaneedil on tõenäoliselt suurem süsinikmonooksiidi tase, kuna nad tiirlevad ümber jahedate tähtede. See seab punaste kääbustähtede asustatavatele tsoonidele märkimisväärse piirangu, mis moodustavad 75% Universumi tähtedest ja mis arvatakse olevat kõige tõenäolisem koht maapealsete (s.o kiviste) planeetide leidmiseks.
Need leiud võivad avaldada drastilisi tagajärgi sellele, mida teadlased peavad „potentsiaalselt elamiskõlblikuks”, rääkimata tähe asustatava tsooni piiridest. Nagu Schwieterman selgitas:
"Üks tagajärg on see, et me ei pruugi oodata intelligentse elu märke või tehnilisi allkirju planeetidel, mis tiirlevad ümber hilisemate M kääbuste või potentsiaalselt asustatavatel planeetidel, mis asuvad nende asustamistsoonide välisserva lähedal."
Asjade veelgi keerukamaks muutmiseks on see uuring üks paljudest, mis seab täiendavaid piiranguid sellele, mida võiks pidada hilinenud asustatavateks planeetideks. Ainuüksi 2019. aastal on läbi viidud uuringud, mis näitavad, kuidas punastel kääbustähesüsteemidel ei pruugi olla eluks vajalikke tooraineid, et moodustuda, ja et punased kääbustähed ei pruugi fotosünteesi toimumiseks anda piisavalt footoneid.
Kõik see lisab selge võimaluse, et elu meie galaktikas võib olla haruldasem, kui seni arvati. Kuid muidugi on vaja rohkem uurida, kui teate kindlalt, millised on elamiskõlblikkuse piirid. Õnneks ei pea me selle leidmiseks liiga kaua ootama, sest mitmed järgmise põlvkonna teleskoobid hakkavad järgmisel kümnendil tööle.
Nende hulka kuuluvad James Webbi kosmoseteleskoop (JWST), Äärmiselt suur teleskoop (ELT) ja Hiiglaslik Magellani teleskoop (GMT). Eeldatakse, et need ja muud tipptasemel instrumendid võimaldavad eksoplaneetide palju detailsemaid uuringuid ja iseloomustusi. Ja kui nad seda teevad, on meil parem ettekujutus sellest, kui tõenäoline on elu seal väljas.
