Ποια είναι η συνταγή για έναν ζωντανό πλανήτη; Οι αστρονόμοι δεν είναι σίγουροι - δεν βρήκαμε άλλη από τη Γη ακόμα.
Αλλά έχουμε μερικές μορφωμένες εικασίες: Η ζωή ίσως χρειάζεται νερό, άνθρακα και αρκετό φως και θερμότητα για να τροφοδοτήσει έναν κόσμο χωρίς να το καίει σε μια τραγανή. Η βαρύτητα δεν πρέπει να είναι υπερβολικά υψηλή και δεν θα βλάψει ούτε μια ατμόσφαιρα. Αλλά μια νέα μελέτη προτείνει ένα άλλο βασικό συστατικό: σημαντικές επιπτώσεις αστεροειδούς και κομήτη, ακριβώς στα σωστά ποσά.
Όταν ένα μεγάλο αντικείμενο χτυπά έναν πλανήτη, συμβαίνουν δύο πράγματα: Το υλικό από το αντικείμενο προστίθεται στη μάζα του πλανήτη και κάποια ατμόσφαιρα γύρω από τη ζώνη πρόσκρουσης ξεκινάει στο διάστημα, δήλωσε ο Mark Wyatt, ένας αστρονόμος του Πανεπιστημίου του Cambridge και ο μόλυβδος συγγραφέας του νέου εγγράφου. Σε πραγματικά γίγαντες επιπτώσεις, όπως αυτή που δημιούργησε το φεγγάρι της Γης, κάποια ατμόσφαιρα εκτοξεύεται από την άλλη πλευρά του πλανήτη, πράγμα που σημαίνει ότι λίγο περισσότερο χάνεται. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι ένας wannabe οικιακός κόσμος θα πρέπει να παραλείπει εντελώς τις επιπτώσεις. Εάν ένας πλανήτης πρόκειται να αναπτύξει τις συνθήκες που θεωρούνται απαραίτητες για τη ζωή, είναι καλύτερο να ανήκουν σε μια μεσαία κατηγορία πλανητών που απορροφούν πολλές σημαντικές επιπτώσεις - αλλά όχι τόσο πολλές που χάνουν την ατμόσφαιρα τους.
Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι πλανήτες σχεδόν σίγουρα χρειάζονται "πτητικά" στις ατμόσφαιρές τους για να βρουν ζωή, δήλωσε ο Wyatt στην Live Science. Τα πτητικά είναι χημικά, όπως το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα, που μπορούν να βράσουν σε χαμηλές θερμοκρασίες. Όλη η ζωή που γνωρίζουμε βασίζεται στο νερό και τον άνθρακα για να διατηρηθεί σε ένα βασικό χημικό επίπεδο και οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι ιδιότητες αυτών των χημικών ουσιών τους καθιστούν αναγκαία για να προκύψει η ζωή οπουδήποτε στο σύμπαν.
Αλλά δεν αρχίζουν όλοι οι πλανήτες με τις απαραίτητες συγκεντρώσεις πτητικών ουσιών. Νωρίτερα σε μια ζωή ενός αστεριού, είναι πολύ φωτεινότερο. Και αυτή η επιπλέον λάμψη είναι αρκετά ζεστή ώστε να ψήνεται όλη η χαλαρή σκόνη στην περιοχή που θα γίνει η κατοικήσιμη ζώνη του αστέρα - η όχι πολύ ζεστή, όχι πολύ ψυχρή περιοχή - αργότερα. Αυτές οι θερμότερες πρώιμες θερμοκρασίες πιθανόν να αποβάλλουν το νερό και άλλα πτητικά από τη σκόνη που τελικά θα γίνει κατοικήσιμοι πλανήτες. Έτσι, αφού οι πλανήτες σχηματιστούν και το αστέρι δροσιστεί, αυτές οι βραχώδεις σφαίρες πρέπει να αποκτήσουν τα πτητικά τους από κάπου αλλού στο ηλιακό σύστημα. Με άλλα λόγια, πρέπει να σπάσουν σε ένα μεγάλο μέρος αδέσποτων αντικειμένων.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι καλύτεροι υποψήφιοι για την παροχή πτητικών ενώ δεν απογυμνώνουν την ατμόσφαιρα του πλανήτη και την αποστειρώνουν είναι αντικείμενα μεσαίου μεγέθους. Οι επιπτώσεις από αστεροειδείς και κομήτες πλάτους 60 ποδιών (20 μέτρων) έως 3.300 ποδιών (1 χιλιόμετρο) είναι πολύ αποτελεσματικοί στην παροχή πτητικών και θα τείνουν να προσθέτουν περισσότερο στην ατμόσφαιρα από ό, τι αφαιρούν, σύμφωνα με τους συγγραφείς. Μεγαλύτερες αστεροειδείς, περίπου 1 με 12 μίλια (2 και 20 χλμ.), Θα τείνουν να απογυμνώσουν περισσότερο ατμόσφαιρα από ό, τι προσθέτουν.
Οι γιγάντιες επιπτώσεις όπως αυτή που δημιούργησε το φεγγάρι της Γης, οι συγγραφείς βρήκαν, μην χάνετε με την ιστορία αυτή όσο θα περίμενε κανείς. Τέτοιες εκδηλώσεις είναι αρκετά σπάνιες και ενώ μπορούν να αλλάξουν τη σύνθεση μιας ατμόσφαιρας, δεν θα την καταργήσουν τελείως.
Ένα από τα σημαντικότερα διδάγματα από αυτό το χαρτί είναι ότι τα μικρά αστέρια της τάξης "Μ" - η πιο κοινή κατηγορία αστέγων, πολύ αχνά για να βλέπουν με γυμνό μάτι, πολλοί από τους κόκκινους νάνους - είναι πιθανώς κακοί υποψήφιοι για τη ζωή. Αυτό είναι σημαντικό, επειδή πολλοί δυνητικά κατοικήσιμοι εξωπλανήτες έχουν εμφανιστεί γύρω από αυτά τα αστέρια.
"Για τους αστέρες M, η χαμηλή φωτεινότητα τους σημαίνει ότι η κατοικήσιμη ζώνη είναι πολύ πιο κοντά στο αστέρι από ότι για ένα αστέρι σαν τον ήλιο", δήλωσε ο Wyatt.
Για να πάρει αρκετό φως, ένας πλανήτης που μοιάζει με τη Γη, που περιβάλλει ένα αστέρι της τάξης Μ, ίσως πρέπει να είναι τόσο κοντά στο αστέρι που ο Ερμής είναι στον ήλιο μας.
Και χειροτερεύει. Ακριβώς δίπλα σε ένα μικρό αστέρι χαμηλής μάζας, οι αστεροειδείς και οι κομήτες πετούν με πολύ υψηλότερες ταχύτητες και συντρίβουν πιο δραματικά τους πλανήτες.
"Οι επιπτώσεις μεγαλύτερης ταχύτητας είναι πολύ πιο αποτελεσματικές στην απογύμνωση μιας ατμόσφαιρας", δήλωσε ο Wyatt.
Αυτά είναι κακά νέα για τη ζωή στους κόσμους Μ. Και δεν είναι ο μόνος παράγοντας που καθιστά τη ζωή του M-κόσμου απίθανη.
"Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για τους οποίους οι κατοικήσιμοι πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από τους Μ νάνους ίσως να μην έχουν ατμόσφαιρα, συμπεριλαμβανομένης της απογύμνωσης από τους αστερισμούς ανέμους και των πλανητών πολύ πιο κοντά στο αστέρι τους", δήλωσε η Sarah Rugheimer, εμπειρογνώμονας στις ατμόσφαιρες των εξωπλανήτων στο Πανεπιστήμιο Oxford, που δεν συμμετείχε σε αυτή την έρευνα.
Υπάρχει λοιπόν κάποια ελπίδα για ζωή στους κόσμους Μ;
"Πιστεύω ότι, τελικά, θα απαντήσουμε προσεκτικά στην ερώτηση αυτή σύντομα μετά την εκτόξευσή της: Οι κατοικήσιμοι πλανήτες γύρω από τους Μ νάνοι έχουν ατμόσφαιρες;" Είπε ο Rugheimer. "Γνωρίζουμε ότι οι ελαφρώς θερμότεροι και μεγαλύτεροι πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από τους Μ νάνοι έχουν παχιές ατμόσφαιρες. Αλλά αυτό το ερώτημα παραμένει για τους κατοικήσιμους πλανήτες: Μπορούν να διατηρήσουν μια αρκετά λεπτή ατμόσφαιρα, κάτι σαν τη Γη αντί της Αφροδίτης;
Οι συγγραφείς υπογράμμισαν στο έγγραφο ότι πολλά από τα συμπεράσματά τους βασίζονται σε αβεβαιότητες: Πού σχηματίζεται η ζωή; Πόσα άλλα αστέρια συστήματα εκεί μοιάζουν με το ηλιακό μας σύστημα;
Ο Edwin Bergin, ειδικός στον σχηματισμό πλανητών και νερό στο Πανεπιστήμιο του Michigan, ο οποίος δεν συμμετείχε σε αυτή την έρευνα, συμφώνησε με τους συγγραφείς ότι υπάρχουν οι λεγόμενοι "σημαντικές επιπλοκές" στους υπολογισμούς πίσω από αυτό το χαρτί.
"Αλλά οι γενικές τάσεις που παρουσιάζουν είναι αρκετά ενδιαφέρουσες και θα μπορούσαν να είναι σημαντικές", είπε.
Υπογράμμισε το δικό του έργο, το οποίο πρότεινε ότι η Γη ξεκίνησε με μια παχύτερη ατμόσφαιρα πλούσια σε άζωτο, αλλά έχασε μεγάλο μέρος από τις επιπτώσεις. Οι συντάκτες αυτής της νέας εργασίας πρότειναν στο μοντέλο τους ότι οι επιπτώσεις από τους κομήτες και τους αστεροειδείς ενδέχεται να έχουν διαμορφώσει τις ατμόσφαιρες της Γης, του Άρη και της Αφροδίτης.
Κάτω από το δρόμο, λένε οι ερευνητές, υπάρχουν περισσότερα για να μάθουμε πώς αυτό το έργο μπορεί να εξηγήσει το δικό μας ηλιακό σύστημα, ιδιαίτερα το ρόλο των γιγάντιων επιδράσεων εδώ. Αυτό το έγγραφο δεν έχει ακόμη δημοσιευθεί σε ένα επιστημονικό περιοδικό και είναι διαθέσιμο στον διακομιστή preprint arXiv.
