Viimastel aastakümnetel on astronoomid avastanud palju planeete, mis nende arvates on olemuselt "Maa-sarnased", mis tähendab, et need näivad olevat maapealsed (st kivised) ja tiirlevad tähedest õigel kaugusel, et toetada nende pinnal vedela vee olemasolu. . Kahjuks on hiljutised uuringud näidanud, et paljud neist planeetidest võivad tegelikult olla “veemaailmad”, kus vesi moodustab olulise osa planeedi massist.
Teadusringkonnale näis see viitavat sellele, et need maailmad ei saanud väga kauaks elamiskõlblikuks jääda, kuna nad ei suuda toetada mineraalide ja gaaside tsüklit, mis hoiab Maa kliimat stabiilsena. Chicago ülikooli ja Pennsylvania osariigi ülikooli teadlaste meeskonna uue uuringu kohaselt võiksid need “veemaailmad” olla aga elamiskõlblikumad kui me arvame.
Nende uuring pealkirjaga “Eksoplaneedi veemaailmade elujõulisus” ilmus hiljuti Astrofüüsikaline ajakiri. Uuringu viis läbi Chicago ülikooli geofüüsikaliste teaduste osakonna abiprofessor Edwin S. Kite; ja Eric B. Ford, Pennsylvania osariigi ülikooli eksoplaneetide ja elupaikade maailmade keskuse, Küberteaduste instituudi ja Pennsylvania osariigi astrobioloogia uurimiskeskuse professor.
Kite ja Ford konstrueerisid oma uurimistööks kivistele planeetidele, millel oli mitu korda Maa vesi, mudelid, võttes arvesse, kuidas ookeanide temperatuur ja keemia muutuvad mitme miljardi perioodi jooksul. Selle eesmärk oli käsitleda mõnda pikaajalist eeldust, mis puudutab planeetide asustatavust. Kõige olulisem nende hulgas on see, et planeetide elu peavad pikema aja jooksul olema Maaga sarnased.
Näiteks on planeet Maa suutnud pikka aega säilitada stabiilset temperatuuri, eraldades kasvuhoonegaasid mineraalideks (põhjustades globaalset jahtumist) ja soojendades end kasvuhoonegaase vabastades vulkaanide kaudu. Selline protsess pole veekogudes võimalik, kui kogu planeedi pind (ja isegi oluline massifraktsioon) koosneb veest.
Nendes maailmades takistab vesi kivimite süsinikdioksiidi imendumist ja pärsib vulkaanilist aktiivsust. Selle lahendamiseks rajasid Kite ja Ford simulatsiooni tuhandete juhuslikult genereeritud planeetidega ning jälgisid nende kliima muutumist aja jooksul. Nad leidsid, et veemaailmad suudavad säilitada temperatuuri tasakaalu miljardeid aastaid. Nagu Kite hiljutises UChicago News'i pressiteates selgitas:
„See lükkab tõepoolest tagasi mõtte, et vajate Maa klooni - st planeeti, millel on mõni maa ja madal ookean ... Üllatas see, et paljud neist püsivad stabiilsena rohkem kui miljard aastat, just loosimise õnnest. Meie parim arvamine on, et neid on suurusjärgus 10 protsenti. ”
Nende planeetide jaoks, mis asuvad nende tähtedest täpselt õigel kaugusel, näitasid simulatsioonid, et kohal oli õige kogus süsinikku. Ja kuigi neil polnud ookeanides lahustunud maakoorest piisavalt mineraale ja elemente, et atmosfäärist süsinikku välja tõmmata, oli neil piisavalt vett, et tsüklit atmosfääri ja ookeani vahel tsirkuleerida. See protsess oli ilmselt piisav, et hoida kliima stabiilsena mitme miljardi aasta jooksul.
"See, kui palju aega planeedil on, sõltub põhimõtteliselt süsinikdioksiidist ja kuidas see jaguneb oma esimestel aastatel ookeani, atmosfääri ja kivide vahel," ütles Kite. "Tundub, et on olemas viis, kuidas hoida planeet pikaajaliselt elamiskõlbmatu ilma geokeemilise tsüklita, mida me Maa peal näeme."
Simulatsioonid põhinesid planeetidel, mis tiirlevad meie tähtede sarnastel tähtedel - G-tüüpi (kollane kääbus) -, kuid tulemused olid optimistlikud ka M-tüüpi (punase kääbuse) tähtede osas. Viimastel aastatel on astronoomid otsustanud, et need süsteemid on loodusliku pikaealisuse tõttu elu edendamiseks paljulubavad ja kuidas nad aja jooksul heledamaks muutuvad - see annab elule pikema ilmumise.
Kui punased kääbused on tuntud ka meie Päikesega võrreldes varieeruvate ja ebastabiilsete tulemustena, mille tulemuseks on arvukalt rakette, mis võivad planeedi atmosfääri eemale viia, on tõsiasi, et ookeanimaailm suudab tsükliseerida piisavalt süsinikku, et hoida atmosfääri ühtlasel temperatuuril, julgustav. Kui eeldada, et mõnel punastel kääbustel tiirlevatel planeetidel on kaitsev magnetosfäär, suudavad ka nemad pikka aega elutingimusi säilitada.
Viimastel aastatel on eksoplaneedi avastuste ulatus põhjustanud eksoplaneedi uuringute fookuse ülemineku tuvastamisest iseloomustamisele. See on omakorda pannud teadlased spekuleerima, millistes tingimustes elu võib tekkida ja õitseda. Ehkki „madala rippuva puuvilja” lähenemisviis on endiselt peamine vahend, mida teadlased kasutavad potentsiaalselt elamiskõlblike planeetide leidmiseks - kus teadlased otsivad planeete, millel on Maaga sarnased tingimused -, on selge, et muud võimalused on olemas.
Lähiaastatel, näiteks kosmosepõhiste teleskoopide kasutuselevõtuga James Webbi kosmoseteleskoop (JWST) ja maapinnal asuvate teleskoopide, näiteks kolmekümnemeetrise teleskoobi, eriti suure teleskoobi ja hiiglasliku Magellani teleskoobi abil, saavad astronoomid iseloomustada eksoplaneetide atmosfääri ja teha kindlaks, kas need on tõepoolest veemaailmad või mandri koorikutega planeedid (nagu Maa ).
Need samad teleskoobid võimaldavad ka astronoomidel otsida neis keskkondades biosignatuure, mis mitte ainult ei võimalda kindlaks teha, kas need on potentsiaalselt elamiskõlblikud, vaid ka potentsiaalselt asustatud.
