Muukalaisten elämän metsästäjillä voi olla uusi ja odottamaton markkinarako.
Äskettäisessä Columbian yliopiston astronomian apulaisprofessorin Kristen Menoun toimittamassa Astrophysical Journal -julkaisussa esitetään, että vuorovesilukitut planeetat, jotka sijaitsevat lähellä M-luokan punaisten kääpiöiden tähtiä, voivat olla erittäin ainutlaatuisen hydrologisen syklin. Ja joissain ääritapauksissa sykli saattaa aiheuttaa uteliasta kaksitahoisuutta, jolloin jää kerääntyy maailman reuna-pallonpuoliskolle jättäen kovettuneen auringonpuolelle. Asiantuntijoiden mukaan sellaisissa olosuhteissa lisääntyvä elämä olisi haaste, mutta se on - houkuttelevasti - mahdollista.
Punaisten kääpiötähteiden ympärillä oleva elämänmahdollisuus on houkutellut tutkijoita aikaisemmin. M-tyypin kääpiöt ovat vain 0,075–0,6 kertaa massiivisemmat kuin aurinkoomme, ja ovat paljon yleisempiä maailmankaikkeudessa. Näiden huonosti tähtien elinikä voidaan mitata biljoonia vuosia massaasteikon alhaiselle päälle. Vertailun vuoksi maailmankaikkeus on ollut olemassa vain 13,8 miljardia vuotta. Tämä on toinen plus siinä, että biologiselle elämälle annetaan mahdollisuus aloittaa. Ja vaikka asuttava alue tai "Goldilocks" -alue, jolla vesi pysyisi nestemäisenä, on lähempänä punaisen kääpiön kiertävän planeetan isäntätähteä, se on myös laajempi kuin mitä asuu omassa aurinkokuntamme.
Mutta sellainen skenaario ei ole ilman haittoja. Punaiset kääpiöt ovat pyörteitä tähtiä, jotka vapauttavat säteilymyrskyt, jotka tekevät kaikista lähistöllä olevista planeetoista steriilejä elämälle sellaisena kuin me sen tunnemme.
Mutta professori Menou ehdottaa, että maalaa ainutlaatuisen ja vakuuttavan kuvan. Vaikka vesi, joka on maapallon kokoisen maailman pysyvällä päiväpäivän puolella, joka on lukittu kiertoradalle M-kääpiötähteen ympärille, haihtuisi nopeasti, se kulkeutuisi ilmakehän konvektiolla ja jäätyisi ja kerääntyisi pysyvälle yöpuolelle. Tämä jää muuttuisi vain hitaasti takaisin paahtavan päiväpäivän puolelle ja prosessi jatkuisi.
Voisiko tämäntyyppiset ”vesilukotetut maailmat” olla yleisempiä kuin omamme?
Viitattu vuoroveden lukitus on sama kuin on tapahtunut maan ja sen Kuun välillä. Kuu pitää yhden kasvot ikuisesti kohti maata, suorittaen yhden kierroksen jokaisen 29,5 päivän synodisen jakson aikana. Näemme saman ilmiön myös Jupiterin ja Saturnuksen satelliiteissa, ja tällainen käyttäytyminen on todennäköisesti yleistä isäntähtien ympäri kiertävien eksoplaneettojen alueella.
Tutkimuksessa käytettiin Hampurin yliopistossa Saksassa luotua dynaamista mallia, joka tunnetaan nimellä PlanetSimulator. Kirjailijan mallinnettamat maailmat viittaavat siihen, että planeetat, joiden maapallon valtamereissä on vähemmän kuin neljäsosa vedestä ja joille tapahtuu samanlainen insolaatio kuin isäntähtään nähden oleva maa, loukkaavat suurimman osan vedestään jäällä planeetan yöpuolella.
Keplerin tietojen tulokset viittaavat siihen, että läheisillä kiertoradalla M-kääpiötähteiden ympärillä olevat planeetat voivat olla suhteellisen yleisiä. Kirjailija toteaa myös, että sellaisella M-kääpiötä kiertävällä vesipuutos maailmassa, jolla on jäätä ansaan, olisi ilmastolle voimakas vaikutus, riippuen käytettävissä olevien haihtuvien aineiden määrästä. Tähän sisältyy mahdollisuus vaikuttaa eroosio-, sää- ja hiilidioksidiprosesseihin2 pyöräily, joka on myös elintärkeää, koska me sen tunnemme maan päällä.
Toistaiseksi on vielä olemassa todellinen ”lyhyt luettelo” löydetyistä eksoplaneetoista, jotka saattavat sopia laskuun. "Jokainen M-kääpiötähteen asutettavissa olevilla alueilla oleva planeetta on potentiaalinen vedenloukkuun jäävä maailma, tosin todennäköisesti ei, jos tiedämme, että planeetalla on paksu ilmapiiri." Professori Menou kertoi maailmankaikkeus Tänään. "Mutta kun lisää sellaisia planeettoja löydetään, potentiaalisia ehdokkaita pitäisi olla paljon enemmän."
Koska punaiset kääpiötähdet ovat suhteellisen yleisiä, voisiko tämä jään ansa -skenaario olla myös laajalle levinnyt?
”Lyhyesti sanottuna kyllä”, professori Menou sanoi Space Magazine. ”Se riippuu myös tällaisten tähtiä ympäröivien planeettojen taajuudesta (viitteiden mukaan se on korkea) ja veden kokonaismäärästä planeetan pinnalla, joiden joidenkin muodostelumallien mukaan pitäisi todellakin olla pieni, mikä tekisi tämän skenaarion todennäköisemmäksi / asiaan. Se voisi periaatteessa olla pikemminkin normi kuin poikkeus, vaikka se on vielä nähtävä. "
Tietysti elämässä sellaisissa olosuhteissa kohtaavat ainutlaatuiset haasteet. Päivän maailmaa kohtaavat punaisen kääpiöisäntäauringonsa kiusalliset haimot usein toistuvien säteilymyrskyjen muodossa. Kylmä yöllä oleva puoli tarjoaisi jonkin verran hengähdyksiä tästä, mutta luotettavan energialähteen löytäminen sellaisesta maailmasta, kuten pysyvästi varjostetulta yöpuolelta, olisi vaikeaa, luottaa ehkä kemosynteesiin aurinkoenergialla toimivan fotosynteesin sijaan.
Maapallolla elämä, joka sijaitsee lähellä "mustia tupakoitsijoita" tai tulivuoren aukkoja syvällä merenpohjassa, missä aurinko ei koskaan paista, tekee juuri sen. Voisi myös kuvitella elämän, joka löytää markkinaraon tällaisen maailman hämäräalueilla ja ruokkii sen kiertävää detritusta.
Jotkut lähimmistä punaisesta kääpiö tähteä omalle aurinkokuntamme ovat Promixa Centauri, Barnard's Star ja Luyten's Flare Star. Barnardin tähti on ollut etsiminen eksoplaneetoille jo yli vuosisadan korkean oikean liikkeensa vuoksi, jotka ovat toistaiseksi osoittautuneet tyhjiksi.
Lähin toistaiseksi löydetty eksoplaneetoilla varustettu M-kääpiötähti on Gliese 674, 14,8 valovuoden päässä. Extrasolaaristen planeettojen tietosanakirjan mukaan ekstrasolaaristen maailmojen nykyinen yhtälö on 919.
Tämä metsästys tarjoaa haasteen myös TESS: lle, Transit Exoplanet Survey Satellite -satelliitille ja Keplerin seuraajalle, joka on tarkoitus käynnistää vuonna 2017.
Jään vangitsemien maailmojen etsiminen ja tunnistaminen voi osoittautua haasteeksi. Tällaisilla planeetoilla olisi kontrastia albedossa tai kirkkautta pallonpuoliskosta toiseen, mutta me näimme aina jäällä peitetyn yön yöpuolen pimeydessä. Silti eksoplaneettojen metsästystutkijat ovat kyenneet teaseraamaan uskomattoman määrän tietoja aiemmin saatavilla olevista tiedoista - ehkä pian tiedämme, onko tällaisia planeetta-oaaseja kaukana punaisten kääpiötähteiden ympärillä kiertävän ”lumirannan” sisällä.
Lue vedenloukkuun maailmoja käsittelevä artikkeli seuraavasta linkistä.
