Mikä on elävän planeetan resepti? Tähtitieteilijät eivät ole varmoja - emme ole vielä löytäneet muuta kuin Maata.
Mutta meillä on joitain koulutettuja arvauksia: Elämä tarvitsee todennäköisesti vettä, hiiltä ja tarpeeksi valoa ja lämpöä maailman valloittamiseksi polttamatta sitä teräväksi. Painovoiman ei pitäisi olla liian korkea, eikä ilmapiiri vahingoitakaan. Mutta uusi tutkimus ehdottaa toista välttämätöntä ainesosaa: suuria asteroidi- ja komeettavaikutuksia juuri oikeissa määrissä.
Kun suuri esine iskee planeetalle, tapahtuu kaksi asiaa: Kohteesta saatava materiaali lisätään planeetan massaan ja osa vaikutusalueen ympärillä olevasta ilmakehästä potkaistaan avaruuteen, sanoi Cambridgen yliopiston tähtitieteilijä ja johtaja Mark Wyatt. uuden kirjoittajan kirjoittaja. Todella jättiläisissä iskuissa, kuten sellaisessa, joka muodosti maapallon kuun, jokin ilmapiiri käynnistyy myös planeetan kaukana, mikä tarkoittaa hiukan enemmän eksymistä. Mutta se ei tarkoita, että haluaman kotimaailman pitäisi ohittaa vaikutukset kokonaan. Jos planeetan on tarkoitus kehittää elämän kannalta välttämättömät olosuhteet, on parasta kuulua keskiluokkaan planeettojen ryhmään, jotka absorboivat runsaasti suuria vaikutuksia - mutta ei niin paljon, että menettävät ilmakehän.
Tämä johtuu siitä, että planeetat tarvitsevat melkein ilmakehässään "haihtuvia aineita" elämän itämiseksi, Wyatt kertoi Live Science: lle. Haihtuvat aineet ovat kemikaaleja, kuten vesi ja hiilidioksidi, jotka voivat kiehua matalissa lämpötiloissa. Kaikki elämä, jonka tiedämme, riippuu vedestä ja hiilestä säilyttääkseen itsensä kemiallisella perustasolla, ja tutkijoiden mielestä näiden kemikaalien ominaisuudet tekevät niistä välttämättömiä elämän syntymiselle kaikkialle maailmankaikkeuteen.
Mutta kaikki planeetat eivät aloita tarvittavien haihtuvien pitoisuuksien kanssa. Tähden elinajan alussa se on paljon kirkkaampi. Ja tämä lisäkiilto on tarpeeksi kuuma leipomaan myöhemmin kaikki irtopöly alueella, josta tulee tähden asuttava alue - ei liian kuuma, ei liian kylmä alue. Ne kuumat varhaiset lämpötilat todennäköisesti poistavat vettä ja muita haihtuvia aineita pölystä, josta lopulta tulee asuttavia planeettoja. Joten sen jälkeen kun planeettoja muodostuu ja tähti jäähtyy, näiden kallioisten pallojen on hankittava haihtuvia osiaan muualta aurinkokunnasta. Toisin sanoen, heidän on murskattava joukko suuria hajoavia esineitä.
Tutkijat havaitsivat, että parhaat ehdokkaat haihtuvien aineiden toimittamiseksi, kun ne eivät poista planeetan ilmakehää ja steriloivat sitä, ovat keskikokoiset esineet. Kirjoittajat totesivat, että vaikutukset 60 jalkaa leveältä (20 metriä) 3300 jalkaa leveältä (1 km) asteroideilta ja komeetoilta ovat erittäin tehokkaita haihtuvien aineiden toimittamisessa. Ne pyrkivät lisäämään ilmakehään enemmän kuin vähentävät. Isommilla asteroideilla, välillä 1 - 12 mailia (2 - 20 km), on taipumus poistaa enemmän ilmakehää kuin ne lisäävät.
Kirjoittajat totesivat, että jättiläisvaikutukset, kuten ne, jotka muodostivat Maan kuun, eivät sekoita tarinaa niin paljon kuin voit odottaa. Tällaiset tapahtumat ovat melko harvinaisia, ja vaikka ne voivat muuttaa ilmapiirin koostumusta, ne eivät poista sitä kokonaan.
Yksi tämän tutkimuksen tärkeistä oppeista on, että pienet "M-luokan" tähdet - yleisin tähtiryhmä, liian himmeä nähdäkseen paljaalla silmällä, monet heistä ovat punaisia kääpiöitä - ovat todennäköisesti huonoja ehdokkaita elämään, kirjoittajat kirjoittivat. Se on merkittävää, koska suuri joukko mahdollisesti asuttavia eksoplaneetteja on kääntynyt esiin tällaisten tähtijen ympärillä.
"M-tähtien osalta niiden pieni valoisuus tarkoittaa, että asuttava alue on paljon lähempänä tähtiä kuin auringon kaltaiselle tähdelle", Wyatt sanoi.
Saadakseen tarpeeksi valoa, M-luokan tähden kiertävän maapallomaisen planeetan on ehkä oltava niin lähellä tätä tähtiä kuin elohopea on meidän aurinkoomme.
Ja se pahenee. Aivan pienen, vähän massaavan tähden vieressä asteroidit ja komeetat lentävät paljon suuremmalla nopeudella ja törmäävät dramaattisemmin planeetoihin.
"Suuremman nopeuden vaikutukset ovat paljon tehokkaampia ilmakehän poistamisessa", Wyatt sanoi.
Se on huono uutinen elämälle M maailmoissa. Ja se ei ole ainoa tekijä, joka tekee M-maailman elämästä epätodennäköistä.
"On olemassa monia syitä, miksi M-kääpiöillä kiertävillä asuttavilla planeetoilla ei ehkä ole ilmapiiriä. Tällaisia ovat muun muassa strippaukset tähtituuleista ja planeettojen ollessa paljon lähempänä isäntähtään", kertoi Sarah Rugheimer, eksoplaneetta-ilmapiirien asiantuntija yliopistossa. Oxford, joka ei ollut mukana tässä tutkimuksessa.
Joten onko maailmoissa toivoa elämästä?
"Uskon lopulta, että vastaamme tähän kysymykseen havainnollisesti pian sen käynnistymisen jälkeen: Onko M kääpiöillä kiertävillä asuttavilla planeetoilla ilmapiiri?" Rugheimer sanoi. "Tiedämme, että M kääpiöillä kiertävillä hieman kuumemmilla ja isommilla planeetoilla on paksu ilmapiiri. Mutta tämä kysymys on edelleen asuttaville planeetoille: Voivatko ne säilyttää tarpeeksi ohut ilmakehän, jotain maapallon kaltaista Venuksen sijaan?"
Kirjoittajat korostivat lehdessä, että monet heidän päätelmistään perustuvat epävarmuustekijöihin: Missä elämä muodostuu? Kuinka paljon muut siellä olevat tähtijärjestelmät muistuttavat aurinkokuntamme?
Michiganin yliopiston planeettojen muodostumisen ja veden asiantuntija Edwin Bergin, joka ei ollut mukana tässä tutkimuksessa, oli kirjailijoiden kanssa yhtä mieltä kirjoittajien kanssa siitä, että tämän paperin takana olevissa laskelmissa on joita hän kutsui "merkittäviksi komplikaatioiksi".
"Mutta heidän esittämänsä yleiset suuntaukset ovat varsin mielenkiintoisia ja voivat olla tärkeitä", hän sanoi.
Hän viittasi omaan työhönsä, jonka perusteella Maa sai alkunsa paksummalta, typpirikkaalta ilmakehältä, mutta menetti suuren osan iskuistaan. Tämän uuden tutkimuksen kirjoittajat ehdottivat mallissaan, että komeettojen ja asteroidien vaikutukset ovat saattaneet muokata Maan, Marsin ja Venuksen ilmakehää.
Tie tiellä, tutkijoiden mukaan, on vielä opittavaa siitä, kuinka tämä työ voi selittää omaa aurinkokuntamme, etenkin jättiläinen vaikutus. Tätä artikkelia ei ole vielä julkaistu vertaisarvioidussa lehdessä, ja se on saatavana esipainatuspalvelimella arXiv.
