Viime vuosikymmeninä tähtitieteilijät ovat löytäneet monia planeettoja, joiden uskovat olevan luonteeltaan "maapallon kaltaisia", mikä tarkoittaa, että ne näyttävät olevan maanpäälliset (ts. Kiviset) ja kiertävät tähtiään oikealla etäisyydellä tukemaan nestemäisen veden olemassaoloa pinnoillaan . Valitettavasti viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että monet näistä planeetoista voivat tosiasiassa olla ”vesimaailmia”, joissa vesi muodostaa merkittävän osan planeetan massasta.
Tiedeyhteisölle tämä näytti osoittavan, että nämä maailmat eivät voineet pysyä asumiskelpoisina kauan, koska ne eivät pystyisi tukemaan mineraalien ja kaasujen kiertoa, joka pitää ilmaston vakaana maan päällä. Chicagon yliopiston ja Pennsylvanian osavaltion yliopiston tutkijaryhmän tekemän uuden tutkimuksen mukaan nämä ”vesimaailmat” saattavat kuitenkin olla asuttavampia kuin luulemme.
Heidän tutkimuksensa, jonka otsikko on ”Exoplanet-vesimaailman elinkyky”, ilmestyi äskettäin The Astrophysical Journal. Tutkimuksen suoritti Chicagon yliopiston geofysikaalisten tieteiden laitoksen apulaisprofessori Edwin S. Kite; ja Eric B. Ford, professori Pennsylvanian osavaltion yliopiston eksoplaneettojen ja elinympäristöjen keskuksesta, CyberScience-instituutista ja Pennsylvanian osavaltion astrobiologian tutkimuskeskuksesta.
Kite ja Ford rakensivat tutkimukselleen malleja kallioisille planeetoille, joilla oli monta kertaa maapallon vesi, ottaen huomioon, kuinka valtameren lämpötila ja kemia kehittyisivät monen miljardin ajanjaksolla. Tämän tarkoituksena oli puuttua joihinkin pitkään pidettyihin oletuksiin, jotka koskevat planeetan asettavuutta. Tärkein heidän joukossaan on se, että planeetoilla on oltava samanlaiset olosuhteet kuin Maalla voidakseen tukea elämää pitkiä aikoja.
Esimerkiksi planeetta Maa on pystynyt ylläpitämään vakaita lämpötiloja pitkien ajanjaksojen aikana vetämällä kasvihuonekaasuja mineraaleihin (johtaen globaaliin jäähtymiseen) ja lämmittämällä itseään vapauttamalla kasvihuonekaasuja tulivuorten kautta. Tällainen prosessi ei olisi mahdollinen vesimaailmoissa, joissa planeetan koko pinta (ja jopa merkittävä massaosa) koostuu vedestä.
Näissä maailmoissa vesi estäisi kivien hiilidioksidin imeytymistä ja tukahduttaisi vulkaanista aktiivisuutta. Tämän ratkaisemiseksi Kite ja Ford perustivat simulaation tuhansien satunnaisesti muodostettujen planeettojen kanssa ja seurasivat ilmastonsa kehitystä ajan myötä. He havaitsivat, että vesimaailmat pystyisivät edelleen ylläpitämään lämpötilan tasapainon miljardeja vuosia. Kuten Kite selitti äskettäisessä UChicago News -lehdistötiedotteessa:
”Tämä todella ajaa taaksepäin ajatusta varten, että tarvitset maapallon kloonin - ts. Planeetan, jolla on vähän maata ja matala valtameri… Yllätys oli, että monet heistä pysyvät vakaina yli miljardi vuotta vain pelin onnen avulla. Paras arvauksemme on, että se on noin 10 prosenttia heistä. "
Näille planeetoille, jotka ovat vain oikealla etäisyydellä tähdestään, simulaatiot osoittivat, että läsnä oli oikea määrä hiiltä. Ja vaikka heillä ei ollut tarpeeksi mineraaleja ja elementtejä valtameressä liuenneesta kuoresta vetääkseen hiiltä ulos ilmakehästä, heillä oli tarpeeksi vettä kiertääkseen hiiltä ilmakehän ja valtameren välillä. Tämä prosessi oli ilmeisesti riittävä pitämään ilmasto vakaana usean miljardin vuoden ajan.
"Kuinka paljon aikaa planeetalla on, on pohjimmiltaan riippuvainen hiilidioksidista ja kuinka se on jakautunut valtameren, ilmakehän ja kivien välille alkuvuosinaan", Kite sanoi. "Vaikuttaa siltä, että on olemassa tapa pitää planeetta asettavana pitkällä aikavälillä ilman geokemiallista kiertoa, jota näemme maapallolla."
Simulaatiot perustuivat planeettoihin, jotka kiertävät tähtiämme, kuten meidän oma - G-tyypin (keltainen kääpiö) tähti -, mutta tulokset olivat optimistisia myös M-tyypin (punainen kääpiö) tähtiin. Viime vuosina tähtitieteilijät ovat todenneet, että nämä järjestelmät ovat lupaavia elämän edistämiselle luonnollisen pitkäikäisyytensä ja sen vuoksi, kuinka ne kirkastuvat hitaammin ajan myötä - mikä antaa elämän syntyä paljon kauemmin.
Vaikka punaisten kääpiöiden tiedetään myös olevan muuttuvia ja epävakaita verrattuna aurinkoomme, mikä johtaa lukuisiin soihdutuksiin, jotka voivat poistaa planeetan ilmakehän, tosiasia, että merimaailma kykenisi kiertämään tarpeeksi hiiltä pitämään ilmakehän tasaisessa lämpötilassa, rohkaisevia. Jos oletetaan, että joillakin punaisilla kääpiöillä kiertävillä planeetoilla on suojaava magnetosfääri, myös ne voisivat pystyä ylläpitämään elämänkanto-olosuhteita pitkään.
Viime vuosina eksoplaneettojen löytöjen määrät ovat saaneet exoplaneettatutkimuksen painopisteen siirtymään havainnasta karakterisointiin. Tämä puolestaan on saanut tutkijat alkamaan spekuloida millaisissa olosuhteissa elämä voi syntyä ja kukoistaa. Vaikka ”matalan roikkuvan hedelmän” lähestymistapa on edelleen ensisijainen keino, jota tutkijat käyttävät potentiaalisesti asuttavien planeettojen löytämiseen - missä tutkijat etsivät planeettoja, joilla on samanlaiset olosuhteet kuin Maapallon -, on selvää, että muitakin mahdollisuuksia on.
Tulevina vuosina ottamalla käyttöön avaruuteen perustuvat kaukoputket, kuten James Webbin avaruuskaukoputki (JWST) ja maapallolla sijaitsevat kaukoputket, kuten kolmenkymmenen metrin kaukoputki, erittäin suuri teleskooppi ja jättiläinen Magellan-teleskooppi, tähtitieteilijät pystyvät luonnehtimaan eksoplaneettojen ilmapiiriä ja määrittämään, ovatko ne todella vesimaailmia vai planeettoja, joilla on mannermaisia kuoria (kuten Maa) ).
Nämä samat kaukoputket antavat tähtitieteilijöille myös mahdollisuuden etsiä biosignaaleja näistä ilmapiireistä, mikä ei ainoastaan auta määrittämään, ovatko ne "mahdollisesti asuttavia", vaan "mahdollisesti asuttuja".
