Olen aiemmin sanonut monta kertaa, että maapallo on maailmankaikkeuden paras planeetta. Evoluutio mukautti meidät tähän planeettaan, ja on epätodennäköistä, että voisimmeko koskaan löytää toisen planeetan, joka olisi meille hyvä.
Onko se kuitenkin paras planeetta? Onko maailmankaikkeudessa paikkoja, joilla saattaa olla olosuhteet elämän monimuotoisuuden lisäämiselle?
Se tosiasia, että meillä on lainkaan elämää maapallolla, on aika hämmästyttävää. Sijaitsemme pääsekvenssitähden asuttavissa vyöhykkeissä, jotka eivät tuota liikaa tappavia aurinkolähteitä.
Meillä on paksu ilmahapolla täynnä happea ja typpeä, jonka voimme hengittää. Planeetta on riittävän suuri, että se on edelleen sulassa ytimessä, pyörivällä rautapallalla, joka ylläpitää planeetan magneettikenttää. Tämä yhdistettynä paksuun ilmakehään suojaa planeetan pintaa kosmisilta säteiltä, pahimmalta auringon ultraviolettisäteilyltä ja tappavilta auringonmyrskyiltä.
Meillä on levytektoniikka, joka kierrättää materiaalia jatkuvasti planeetan pinnalla, tuo tuoreita kemikaaleja sen sisäpuolelta.
Meillä on suhteellisen suuri kuu, joka todennäköisesti pitää planeettamme vakaampana aksiaalisessa kallistumisessaan vuoroveden kanssa, jotka auttoivat varhaisissa elämänmuodoissa siirtymään valtamerestä maahan. Mutta ei liian iso kuu.
Meillä on valtavia valtameriä, jotka auttavat säätelemään planeetan ilmastoa siirtämällä lämpimiä vesiä viileämmille alueille, jotta niistä tulisi monimuotoisempia ja asuttavia.
Lista jatkuu, ja olen varma, että on olemassa tekijöitä, joita emme ole edes löytäneet.
Ja kun kyse on maapallosta, elämä on menestynyt ja löytänyt tiensä jokaiseen mahdolliseen ekologiseen markkinarakoon, mukautuen evoluutionsa kautta käsittelemään katkeraa kylmää, voimakasta lämpöä, valtamerien alaosassa olevia voimakkaita paineita, jopa kaupunkeja, jotka asuvat aivan ihmisen vieressä olentoja.
Mutta voisiko Maa olla parempi? Voisiko olla planeettoja, jotka ovat erittäin asuttavia?
Jos tähtitieteen ala on opettanut meille yhden, se on, että emme ole erityisiä. Emme ole aurinkokunnan keskus. Tämä ei ole erityinen paikka tai aika maailmankaikkeudessa. Ja se tarkoittaa todennäköisesti, että Maa ei ole paras paikka elämälle. Se on paras paikka ihmisille, mutta ei elämälle.
Vuonna 2013 julkaistun tutkimuksen mukaan Penn State -astrobiologi Ravi Kumar Kopparapu ja muut laskivat modernin ilmastotiedon perusteella, missä tähtien asuttamisvyöhykkeen reunojen tulisi olla. He laskivat, että aurinkoisen tähden ympärillä olevan asutettavan alueen tulisi olla välillä 0,99 - 1,7 kertaa etäisyys maasta aurinkoon.
Mikä tarkoittaa, että maa on oikeasti auringon asutettavan alueen sisäreunalla. Kuten tuskin. Jos se olisi lähempänä aurinkoa, koemme karkaavan kasvihuoneilmiön, kuten Venuksen.
Haluat todennäköisesti olla lähempänä asutettavan alueen keskustaa, missä kiertoradan muunnelmat eivät työnnä planeettasi ääriään.
Maa on suhteellisen nuori. Kun otetaan huomioon se tosiasia, että planeetta on ollut olemassa vain 4,5 miljardia vuotta nyt, ja tajusi vain monisoluisen elämän viimeisen muutaman sadan miljoonan vuoden aikana.
Aurinko lämpenee, ja koska olemme niin lähellä, meillä on oikeastaan vain muutama sata miljoonaa vuotta, korkeintaan miljardi vuotta, ennen kuin lämpötilat nousevat ja valtameret haihtuvat. Mutta entä jos elämä olisi saanut miljardeja enemmän evoluutiovuosia kehittääkseen uusia, monipuolisempia elämän muotoja?
Luulet, että leväkampela on epätavallinen, kuvittele mitä saisit vielä 2 miljardin vuoden evoluutiolla. Tai 20 miljardia.
Rene Heller ja John Armstrong käyvät läpi vuoden 2016 paperissa nimeltään Superhabitable Worlds, olosuhteet, jotka saattavat tehdä maapallon asuttavimmasta maapallosta. Tämä on erittäin luettavissa oleva paperi, jossa on paljon hienoja ideoita. Jos olet tieteiskirjailija, joka etsii joitain maailman rakennusideoita, tutustu ehdottomasti. Laitan linkin show-muistiinpanoihin.
He ehdottavat, että tähdet, joiden massa on vähemmän kuin aurinko ja jotka luokitellaan K-tähdeiksi, ovat todennäköisesti parhaita monimuotoisuuden ehdokkaita, koska ne ovat pitkäikäisiä ja suhteellisen vakaita. K-tyyppisen tähden elinaika on 20-70 miljardia vuotta ilman näitä ärsyttäviä punaisia kääpiömetallisähteitä.
Haluat muita tähtijärjestelmässä olevia planeettoja, jotka pystyvät ohjaamaan asteroideja ja komeeteja painovoimansa avulla toimittamaan vettä ja muita elämään tarvittavia kemikaaleja. Kiitos siitä, Jupiter.
Ja ihannetapauksessa haluat useita asuttavia planeettoja samassa järjestelmässä, jotka pystyvät lähettämään elämää edestakaisin. Prosessi, joka tunnetaan nimellä panspermia.
Tee asuttavalta planeetaltasi kaasu jättiläisen kuu, jotta saat voimakkaita vuorovesivoimia, jotka pitäisivät tuoretta tulivuoren materiaalia purkautumassa pintaan.
Parempaa vielä, sinulla on binaarinen planeetta, jossa kaksi maailmaa kiertää toisiaan, toimittaen vuoroveden voimia ja vaihtamalla elämämuotoja edestakaisin.
Ja olemme vasta aloittamassa!
Tee planeetasta suurempi ja saat enemmän pinta-alaa veden kiertämiseksi lämpötiloissa (enemmän kuin sekunnissa), mutta myös enemmän pinta-alaa pelastusmuotojen hyväksi erilaisten markkinarakojen hyödyntämiseksi.
Joten, puhumme suuremmasta, massiivisemmasta planeetasta. Kun teillä on noin kaksi kertaa maapallon massa, levytektoniikka alkaa sammua, joten yritä pysyä tämän määrän alapuolella.
Haluat myös maailman, joka on sisätiloissaan riittävän iso ja kuuma, jotta rautalejeeringit voivat liikkua ytimessään ylläpitää planeetanlaajuista magnetosfääriä.
Olet todennäköisesti huolissasi pinnan painovoimasta, mutta planeetan, jolla on kaksinkertainen maapallon massa, on oltava vain noin 40% suurempi, jotta sillä olisi suunnilleen sama pintapaino.
Äskettäisessä Barcelonassa pidetyssä konferenssissa tohtori Stephanie Olson Chicagon yliopistosta esitti heidän tekemänsä työn etsiessä ympäristöjä, jotka parhaiten tukevat elämää eksoplaneetoilla.
He käyttivät NASA: n työkalua, nimeltään ROCKE-3D-yleiskierrätysmallia. Tämä on todella hämmästyttävä työkalu, joka on vapaasti yleisön saatavilla. Voit siirtyä verkkosivustolle ja nähdä sitten, mitkä olosuhteet olisivat erilaisissa maailmoissa, muinaisesta Venuksesta aina Proxima Centaurin kiertoradalla oleviin planeettoihin.
Voit simuloida niiden ilman lämpötiloja, sateita, maaperän pitoisuuksia ja muuta.
Annan näyttää joitain esimerkkejä. Tässä on esiteollisuusmaa, ilman lämpötilat vaihtelevat noin 35 astetta päiväntasaajan lähellä ja kylmämpää kuin -60 astetta pylväissä.
Voit kuitenkin korvata maan muinaisella Venuksella, miltä planeetta näytti 2,9 miljardia vuotta sitten, kun aurinko oli 20% himmeämpi kuin nykyään. Se kääntyi silti kerran 243 päivän välein, ja todennäköisesti matala valtameri saavutti 310 metrin syvyyteen ala-alueensa yli.
Ja tässä on planeetta, joka kiertää punaista kääpiötähtää Proxima Centauri, joka on lähinnä aurinkoa oleva tähti. Koska se kiertää niin lähellä tähtiä, planeetta on todennäköisesti vuorovesilukittu. Tällä on dramaattinen vaikutus ilman lämpötilaan siten, että toinen puoli on tähtiä kohti ja toinen puoli poispäin.
Mutta jos planeetalla on resonanssikierto, jossa se kääntyy kolme kertaa akselillaan jokaista 2 kiertorataa kohden, ja jos siinä on ilmapiiri, joka vastaa suurin piirtein maan typpi- ja happiatmosfääriä, niin päädyt maailmaan, joka näyttää paljon enemmän mukava elää.
Olson ja hänen tiiminsä käyttivät tätä ohjelmistoa simuloidakseen erilaisten eksoplaneettojen ilmastoa ja valtameren elinympäristöjä. Täällä maan päällä elämän monimuotoisuus riippuu materiaalin hyvinvoinnista valtamerten syvältä, palauttamalla se pinnalle, jolla elämä voi käyttää sitä.
Lisää ylöspäin asettaminen tarkoittaa enemmän biologista aktiivisuutta, enemmän monimuotoisuutta.
Toisin sanoen, löytääksesi planeetat, joilla on monimuotoisin elämä, haluat löytää maailmat, joissa on valtavia määriä valtameren kiertoa.
Onko mitään parempaa kuin Maa?
Olsonin mukaan jos planeetta pyörii hitaammin, sen ilmakehän tiheys on suurempi ja sillä on maanosia, voit lisätä valtameren kiertoa.
Ja tämä antaa meille kuvan siitä, mitä tähtitieteilijät etsivät tutkiessaan ekstrasolaarisia maailmoja. Kun NASA: n LUVOIR- tai HabEx-operaatiot lentävät 2030-luvulla, he voivat suoraan kuvata eksoplaneettojen pintoja. He mittaavat ilmakehässä olevat kemikaalit, havaitsevat veden ja jopa määrittävät, kuinka suuri osa planeetasta on mantereiden peitossa.
Meidän ei pitäisi todellakaan olla yllättyneitä, jos löydämme Linnunradalta siellä super asuttavia maailmoja, maailmoja, jotka ovat selvästi asutettavammat kuin Maa. Jälleen kerran käy ilmi, että emme ole erityisiä. Se on hieno, ainakin meillä on yritys.
