Maavälise elu otsimisel on teadlastel kalduvus olla pisut geotsentriline - s.t nad otsivad planeete, mis sarnanevad meie omadega. See on mõistetav, nähes, kuidas Maa on ainus planeet, mida me teame ja mis toetab elu. Selle tulemusel on maapealse elu otsijad otsinud looduse järgi maapealseid (kiviseid) planeete, mis tiirlevad nende tähtede asustamistsoonides ja mille pinnal on piisavalt vett.
Mitme tuhande eksoplaneedi avastamise käigus leidsid teadlased, et tegelikult võivad paljud neist olla „veemaailmad“ (planeedid, kus nende massist kuni 50% moodustab vesi). See tekitab loomulikult mõningaid küsimusi, näiteks kui palju vett on liiga palju ja kas ka liiga suur maa võib olla probleem? Nende lahendamiseks viisid Harvard Smithsoni astrofüüsika keskuse (CfA) teadlased läbi uuringu, et teha kindlaks, kuidas vee ja maismaasuhete suhe võib elule kaasa aidata.
Uuring - „Bioloogilise aktiivsuse sõltuvus planeetide pinnavee fraktsioonist“, mis vaadatakse läbi avaldamiseks koos Astronoomiaajakiri- autoriteks CfA Teooria ja Arvutuse Instituudi (ITC) järeldoktor Manasvi Lingam ja ITC direktor Abraham Loeb ning Harvardi ülikooli teaduse õppetooli juhataja Frank B. Baird Jr.
Alustuseks käsitlevad Lingam ja Loeb antropoopia põhimõtet, millel on olnud suur roll astronoomia ja eksoplaneedi uurimisel. Lühidalt öeldes väidab see põhimõte, et kui Maa tingimused on sobivad elutegevuseks, peab see elu loomise jaoks olemas olema. See põhimõte laieneb kogu universumile ja väidab, et füüsikaseadused eksisteerivad elu tekkimise huvides.
Teine võimalus selle vaatamiseks on kaaluda, kuidas langevad meie hinnangud Maale niinimetatud vaatluste valiku efektide hulka - kus tulemusi mõjutab otseselt kasutatud meetoditüüp. Sel juhul tulenevad mõjud tõsiasjast, et meie elu otsimine Maast kaugemale ja meie Päikesesüsteem nõuab nõuetekohaselt paigutatud vaatleja olemasolu.
Tegelikult kipume arvama, et tingimused universumis on rikkalikud, kuna oleme nendega tuttavad. Need tingimused mõjutavad nii vedela vee kui ka maisemasside olemasolu, mis olid hädavajalikud elu tekkimiseks, nagu me seda tunneme. Nagu Lingam selgitas ajakirjale Space Magazine e-posti teel, on see üks viisidest, kuidas antropiline põhimõte ilmneb potentsiaalselt elamiskõlblike planeetide otsimisel:
"Tõsiasi, et Maa maa ja vee fraktsioonid on võrreldavad, viitab antropilise selektsiooni mõjule, see tähendab, et inimeste (või analoogsete teadlike vaatlejate) ilmnemist võib hõlbustada sobiv maa ja vee segu."
Kui käsitleda paljusid teistes tähesüsteemides avastatud super-Maakesi, siis nende keskmise tiheduse statistilised analüüsid on näidanud, et enamikul on lenduvate ainete osakaal suur. Selle heaks näiteks on süsteem TRAPPIST-1, kus selle seitsme Maa-suuruse planeedi teoreetiline modelleerimine on näidanud, et nende mass võib olla kuni 40-50% vett.
Nendel „veemaailmadel” oleks seetõttu väga sügavad ookeanid ja neist ei tohiks rääkida maamassidest, millel võivad olla drastilised tagajärjed elu tekkimisele. Samal ajal ei peeta planeete, mille pinnal on vähe vett või pole vett, elu heade kandidaatide hulka, arvestades, kui vesi on eluks hädavajalik, nagu me seda teame.
"Liiga palju maismaad on probleem, kuna see piirab pinnavee kogust, muutes seeläbi suurema osa mandritest väga kuivadeks," ütles Lingam. Kuivaid ökosüsteeme iseloomustavad tavaliselt madalad biomassi tootmised Maal. Selle asemel, kui vaadelda vastupidist stsenaariumi (s.o enamasti ookeanid), võib selle asemel tekkida potentsiaalne probleem fosfori kättesaadavuse osas, mis on üks olulisi elemente elutegevuses, mida me teame. Seetõttu võib see põhjustada biomassi koguse kitsaskoha. ”
Nendele võimalustele tähelepanu pööramiseks uurisid Lingam ja Leob, kuidas liiga palju vett või maapinnaga planeedid võivad mõjutada eksoplaneedi biosfääride arengut. Nagu Lingam selgitas:
„[W] arendas välja lihtsa mudeli, et hinnata, milline osa maast on kuiv (st kõrbed) ja suhteliselt elamiskõlbmatu. Vee domineerivate biosfääridega stsenaariumi puhul muutub piiravaks teguriks fosfori kättesaadavus. Siin kasutasime ühes meie varasemas artiklis välja töötatud mudelit, mis võtab arvesse fosfori allikaid ja neeldajaid. Me ühendasime need kaks juhtumit, kasutasime võrdlusalusena Maalt saadud andmeid ja selgus, kuidas üldise biosfääri omadused sõltuvad maa ja vee kogusest. ”
Nad leidsid, et hoolikas tasakaal maapealsete masside ja ookeanide vahel (sarnaselt sellega, mis meil siin Maa peal) on keerukate biosfääride tekkeks ülioluline. Kombineerituna teiste teadlaste arvuliste simulatsioonidega, näitas Lingami ja Loebi uuring, et Maad meenutavad planeedid - ookeanide ja maismaad ümbritseva suhtega (umbes 30:70) - on tõenäoliselt üsna haruldased. Nagu Lingam kokku võttis:
“Seega on põhijäreldus, et maa ja vee osade tasakaalu ei saa ühel ega teisel viisil liiga kallutada. Meie töö näitab ka, et maa-vee fraktsioon võib mõjutada olulisi evolutsioonilisi sündmusi, nagu hapniku taseme tõus ja tehnoloogiliste liikide teke, ning et optimaalne väärtus võib olla Maa omale lähedane. ”
Astronoomid on juba mõnda aega otsinud eksoplaneete, kus valitsevad Maa-sarnased tingimused. Seda tuntakse nn madala rippuva puuvilja lähenemisviisina, kus püüame leida elu, otsides biosignatuure, mida seostame eluga nii, nagu me seda tunneme. Kuid selle viimase uuringu kohaselt võib selliste kohtade leidmine tähendada teemantide otsimist töötlemata kujul.
Uuringu järeldustel võib olla oluline mõju ka maavälise luure otsimisele, osutades, et ka see on üsna haruldane. Õnneks tunnistavad Lingam ja Loeb, et eksoplaneetide ja nende vee-maa suhte suhte kohta pole piisavalt teada, et midagi lõplikult öelda.
"Siiski ei ole võimalik ennustada, kuidas see SETI-d lõplikult mõjutab," ütles Lingam. "Selle põhjuseks on asjaolu, et eksoplaneetide maa-vee fraktsioonide osas pole meil veel sobivaid vaatluspiiranguid ja meie praeguses teadmises, kuidas arenesid tehnoloogilised liigid (võimelised osalema SETI-s), on veel palju tundmatuid."
Lõpuks peame olema kannatlikud ja ootama, kuni astronoomid saavad päikeseväliste planeetide ja nende vastava keskkonna kohta rohkem teada. See on lähiaastatel võimalik tänu järgmise põlvkonna teleskoopidele. Nende hulka kuuluvad maapealsed teleskoobid, nagu ESO-d Äärmiselt suur teleskoop (ELT) ja kosmosepõhised teleskoobid nagu James Webbi kosmoseteleskoop (JWST) - mis plaanivad tegevust alustada vastavalt 2024. ja 2021. aastal.
Tänu tehnoloogia täiustustele ja tuhandetele eksoplaneetidele, mis on nüüd uurimiseks saadaval, on astronoomid hakanud liikuma avastusprotsessilt iseloomustamisele. Järgnevatel aastatel on see, mida õpime eksoplaneedi atmosfääri kohta, palju edasi meie teoreetiliste mudelite, lootuste ja ootuste tõestamiseks või ümberlükkamiseks. Aega arvestades suudame lõpuks ometi kindlaks teha, kui rikkalik elu meie universumis on ja mis vormid see võib võtta.
