Suuri osa eksoplaneettojen asumiskelpoisuutta koskevista otsikoista ja keskusteluista keskittyy niiden läheisyyteen tähtiin ja veden läsnäoloon. Se on järkevää, koska nämä ovat ankarasti rajoittavia tekijöitä. Mutta nämä planeettaominaisuudet ovat todella vain lähtökohta asuttavaan / ei asuttavaan keskusteluun. Se, mitä tapahtuu planeetan sisustuksessa, on myös tärkeää.
Siellä on melkein hämmentävä joukko tekijöitä, jotka tekevät Maasta henkeä ylläpitävän planeetan. Ilmapiiri, vesi, läheisyys tähtiin. Tähtityyppi ja sen vakaus, planeetan kiertorata, sen sijainti galaksissa. Ne ovat vain joitain niistä, joista usein keskustellaan. Muut, enemmän esoteeriset tekijät, kuten Kuun koko, voivat myös olla ratkaisevassa asemassa.
"Asukelpoisuuden sydän on planeettojen sisustuksessa."
Kohdasta “Mikä tekee planeetasta käyttökelpoisen?”
Mutta se on myös Maan sulan ydin, jolla on kokonaisvaltainen rooli Maan asuttavuudessa luomalla magnetosfääri, joka suojaa meitä Auringon kuolemansäteiltä. Ja vaikka voimme olla tuttuja maapallon ytimen siitä aspektista, joka sallii asumiskelpoisuuden, sen sisustuskoostumus vaikuttaa muilla tavoin.
Carnegie-instituutin tutkijaryhmä on kirjoittanut Science-lehdessä julkaiseman kirjeen, jossa kehotetaan tutkijoita laajentamaan tutkimuksen laajuutta asettavuuden määrittämisessä. Heidän kirjeensä ydin on, että asumiskelpoisuus on aivan liian monimutkaista yhden tieteen alan määrittämiseksi, ja että tarvitaan kokonaisvaltainen kokonaisvaltainen tai hyvin integroitu lähestymistapa käytännöllisemmän menetelmän saamiseksi, jonka avulla voidaan määrittää, mikä eksoplaneetta voi olla asuttava.
Ja se on kiehtova lukeminen.
"Ihmiskunta rakentaa kirjaston, joka sisältää tietoja kaasumaisista kirjekuorista, jotka muodostavat vain miljoonan osan eksoplaneetan massasta."
Kohdasta “Mikä tekee planeetasta elinkykyisen”.
Havaintovoimamme kasvaessa tiedemiehet toteavat, että myös käytettävyysmääritysmenetelmämme on kasvava.
Tällä hetkellä tutkijat voivat havaita eksoplaneetan, määrittää sen läheisyyden tähtiin, rajoittaa sen massaa ja tiheyttä ja tehdä todennäköisyyttä koskevia arvauksia mahdollisesta asettavuudesta sieltä. Tässä keskitytään yrittämään selvittää, mikä tietyn planeetan ilmapiiri todennäköisesti on. Mutta vaikka saammekin sen ilmapiirin oikein, olemme todella vain kuorineet sipulin ensimmäisen kerroksen. Kuten he sanovat kirjeessään, "Ihmiskunta rakentaa kirjaston tietokaasuista kirjekuorista, jotka muodostavat vain miljoonan osan eksoplaneetan massasta."
Mutta mitä sitten? Entä muu planeetan massa? Määrittääkö se asumiskelpoisuuden?
Tutkijaryhmässä ovat Anat Shahar, Peter Driscoll, Alycia Weinberger ja George Cody. He puhuvat kirjeessään monista tavoista, joilla Maan sisustus määrittelee sen asettavuuden.
Ryhmä tunnustaa, että planeettametsästyksestämme kaikki alkaa ilmakehästä. Ilmakehän houkuttavat signaalit, kuten hapen läsnäolo tai epätasapainoinen kemiallinen koostumus, voivat olla merkkejä elämästä ja asumiskelpoisuudesta. Mutta ne eivät ole kaukana lopullisista.
Ilmapiirit ovat monimutkaisia, dynaamisia asioita. Ne altistuvat kaikenlaisille syötteille, kemikaalien lähteistä maapallon sisällä, sisätilojen kykyyn toimia kemikaalien nieluina. He ovat jatkuvasti muutoksessa, ja se vaatii jonkin tyyppistä vakautta pitkän ajan kuluessa, jotta elämä kukoistaa.
Kaikki ovat perehtyneet maan veden kiertoon, mutta työssä on myös muita jaksoja. Kun tulivuoret purkautuvat ja magma pääsee pintaan tuuletusaukkojen kautta, kemikaaleja vapautuu, jotka kierrätetään sitten takaisin kuoreen. Jos tiettyjen kemikaalien sallitaan kertyvän, ne rajoittavat vakavasti elämänmahdollisuuksia. Kirjoittajat käyttävät paperissa hiilen esimerkkiä, jonka ilmakehän prosessit voivat poistaa ilmakehästä ja viedä merenpohjaan. Siellä ne kierrätetään takaisin sisätiloihin subdusointivyöhykkeillä tektonisten levyjen välillä.
He huomauttavat, että et voi oikeasti arvioida ilmapiiriä tietämättä mitä planeetan sisustusprosessit ovat.
Mutta asutukseen eivät vaikuta pelkästään sisätiloissa tapahtuvat prosessit. Se on myös sävellys.
Planeetojen perusrakenneosat ovat yhdenmukaisia ja sisältävät happea, piitä ja rautaa. Mutta näiden rakennuspalikoiden määrät ja suhteet voivat vaihdella suuresti. Tämän määräävät olosuhteet protoplanetaarisessa levyssä, josta planeetat muodostuvat. Kuten kirjoittajat tekevät selväksi kirjeessään, näiden elementtien määrät ja miten niitä käsitellään planeettamuodostumisen aikana, voivat vaihdella suuresti.
Heidän lopullinen koostumus planeetalla voi myös vaihdella protoplanetaarisen levyn olosuhteiden vuoksi. Esimerkiksi jättiläisten planeettojen muodostuminen varhaisessa vaiheessa aurinkokunnassa voi vaikuttaa myöhemmin muodostuvien planeettojen koostumukseen.
Kaikki tämä lajike luo hämmentävää muuttujien joukkoa asettavuuden määrittämiseksi.
"Tutkijat eivät voi tehdä näiden prosessien johdonmukaiseksi tutkimiseksi tarvittavaa tutkimusta yhdellä tieteenalalla erikseen."
Kohdasta “Mikä tekee planeetasta elinkykyisen”.
Se, jonka kirjoittajat väittävät, on uusi tapa etsiä asettavuutta. He ehdottavat monitieteellisempää tapaa tehdä se. Kuten he sanovat kirjeessään, "Tutkijat eivät voi suorittaa näiden prosessien johdonmukaiseksi tutkimiseksi tarvittavaa tutkimusta yhdellä tieteenalalla erikseen."
He ehdottavat kokeellista tutkimusta, joka keskittyy esimerkiksi mineraalifysiikkaan, ja enemmän tähtitieteellisiä tutkimuksia tähti- ja planeettalevykoostumuksista. Tätä uutta tietoa käytetään rakentamaan parempaa mallia asettavuuden ymmärtämiseksi, mikä vie meidät pidemmälle kuin vetoomme nestemäiseen veteen, ilmakehän koostumukseen, sen tähden läheisyyteen ja muihin tekijöihin, joita yritämme määrittää asettavuuden kannalta.
Joten eikö tutkijat anna riittävästi painoa planeetan sisustukseen yrittäessään määrittää asettavuuden? Vastaus on ... ehkä.
Ehkä tarvitsemme asteittaista järjestelmää eksoplaneettojen luokitteluun. Ensimmäisen tason asumiskelpoisuus voisi osoittaa asettavuuden perusvaatimukset. Etäisyys sopivaan tähtiin, todennäköisesti nestemäinen vesi, sellaiset asiat. Sieltä eri tasot voitiin kodifioida tiukempien ja tiukempien olosuhteiden mukaan.
Lammer et. ai. ehdotti jotain tällaista vuoden 2009 paperissaan "Mikä tekee planeetasta asuttavan?" Mutta heidän nelitasoista luokittelujärjestelmäänsä ei tunkeutunut eksoplaneettojen sisätiloihin liian syvästi. Francois Forget kertoi vuonna 2012 julkaisussa nimeltään ”Asettavien planeettojen todennäköisyydestä” Lammer et. al.n luokittelujärjestelmä ennen kuin kaivataan syvemmälle geofysikaalisia prosesseja, joiden on oltava läsnä, ennen kuin planeetta voi asua.
Tässä kirjeessä kehotetaan tiedeyhteisöä menemään pidemmälle.
Todennäköisesti tarvitaan tarkempi, yksityiskohtaisempi malli eksoplaneettojen sisustuksesta, joka perustuu paitsi ilmapiiriin myös levyn koostumukseen ja olosuhteisiin. Lähitulevaisuudessa tehokkaammat kaukoputket auttavat meitä oppimaan lisää eksoplaneetoista, ehkä jopa antamaan meille todellisia kuvia niistä.
Mutta jos tämän kirjeen takana oleva joukkue on oikeassa, se ei riitä määrittelemään asettavuutta. Meidän on irrotettava enemmän sipulikerroksia, ja se saattaa vaatia kehittyneempää mallia, jonka ne kuvittelevat.
