Έχω πει πολλές φορές στο παρελθόν ότι η Γη είναι ο καλύτερος πλανήτης στο Σύμπαν. Η εξέλιξη μας προσάρμοσε σε αυτόν τον πλανήτη και είναι απίθανο να βρούμε ποτέ έναν άλλο πλανήτη τόσο καλό για εμάς.
Ωστόσο, είναι ο καλύτερος πλανήτης; Υπάρχουν μέρη στο Σύμπαν που μπορεί να έχουν τις προϋποθέσεις για περισσότερη ποικιλομορφία της ζωής;
Το γεγονός ότι έχουμε καθόλου ζωή στη Γη είναι εκπληκτικό. Βρισκόμαστε στην κατοικήσιμη ζώνη ενός αστέρι κύριας ακολουθίας που δεν παράγει πάρα πολλές δολοφονικές ηλιακές εκλάμψεις.
Έχουμε μια παχιά ατμόσφαιρα γεμάτη οξυγόνο και άζωτο που μπορούμε να αναπνέουμε. Ο πλανήτης είναι αρκετά μεγάλος που εξακολουθεί να λιώνει στον πυρήνα του, με μια περιστρεφόμενη σφαίρα σιδήρου που διατηρεί ένα πλανητικό μαγνητικό πεδίο. Αυτό, σε συνδυασμό με μια παχιά ατμόσφαιρα προστατεύει την επιφάνεια του πλανήτη από τις κοσμικές ακτίνες, τη χειρότερη υπεριώδη ακτινοβολία από τον Ήλιο και τις θανατηφόρες ηλιακές καταιγίδες.
Έχουμε τεκτονική πλάκας που ανακυκλώνουν συνεχώς υλικό στην επιφάνεια του πλανήτη, φέρνουν φρέσκα χημικά από το εσωτερικό του.
Έχουμε ένα σχετικά μεγάλο φεγγάρι, το οποίο πιθανότατα διατηρεί τον πλανήτη μας πιο σταθερό στην αξονική του κλίση, με παλίρροιες που βοήθησαν την πρώιμη ζωή να μεταβεί από τους ωκεανούς στη γη. Αλλά όχι πολύ μεγάλο φεγγάρι.
Έχουμε τεράστιους ωκεανούς που βοηθούν στη ρύθμιση του κλίματος του πλανήτη, μεταφέροντας ζεστά νερά σε ψυχρότερες περιοχές, για να τα κάνουμε πιο διαφορετικά και κατοικήσιμα.
Η λίστα συνεχίζεται και είμαι βέβαιος ότι υπάρχουν παράγοντες που δεν έχουμε ακόμη ανακαλύψει.
Και όταν πρόκειται για τη Γη, η ζωή έχει αναπτυχθεί, βρίσκοντας τον δρόμο της σε κάθε πιθανή οικολογική θέση, προσαρμόζοντας τον εαυτό της μέσω της εξέλιξης για να χειριστεί το πικρό κρύο, την έντονη θερμότητα, τις έντονες πιέσεις στο κάτω μέρος των ωκεανών, ακόμη και τις πόλεις, που ζουν ακριβώς δίπλα στον άνθρωπο όντα.
Αλλά θα μπορούσε η Γη να είναι καλύτερη; Θα μπορούσαν να υπάρχουν πλανήτες που είναι εξαιρετικά κατοικήσιμοι;
Αν υπάρχει κάτι που μας έχει διδάξει ο τομέας της αστρονομίας, είναι ότι δεν είμαστε ειδικοί. Δεν είμαστε το κέντρο του Ηλιακού Συστήματος. Αυτό δεν είναι ένα ιδιαίτερο μέρος ή ώρα στο Σύμπαν. Και αυτό πιθανώς σημαίνει ότι η Γη δεν είναι το καλύτερο μέρος για τη ζωή. Είναι το καλύτερο μέρος για τους ανθρώπους, αλλά όχι για τη ζωή.
Σύμφωνα με μια εφημερίδα το 2013, ο αστροβιολόγος του Penn State, Ravi Kumar Kopparapu και άλλοι υπολόγισαν πού πρέπει να βρίσκονται οι άκρες της κατοικήσιμης ζώνης ενός αστεριού, με βάση τα σύγχρονα δεδομένα για το κλίμα. Υπολόγισαν ότι μια κατοικήσιμη ζώνη γύρω από ένα ηλιόλουστο αστέρι πρέπει να είναι μεταξύ 0,99 και 1,7 φορές την απόσταση από τη Γη έως τον Ήλιο.
Αυτό σημαίνει ότι η Γη είναι ακριβώς στην εσωτερική άκρη της κατοικήσιμης ζώνης του Ήλιου. Όπως, μόλις. Εάν ήταν πιο κοντά στον Ήλιο, θα είχαμε βιώσει ένα φαινόμενο θερμοκηπίου, όπως η Αφροδίτη.
Πιθανότατα θέλετε να είστε πιο κοντά στη μέση της κατοικήσιμης ζώνης, όπου οι τροχιακές παραλλαγές δεν θα ωθήσουν τον πλανήτη σας στα άκρα.
Η Γη είναι σχετικά νέα. Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι ο πλανήτης υπήρχε μόνο για 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια τώρα και υπολόγισε μόνο πολυκυτταρική ζωή τα τελευταία εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.
Ο Ήλιος θερμαίνεται και, καθώς είμαστε τόσο κοντά, έχουμε μόνο μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, ένα δισεκατομμύριο χρόνια το πολύ πριν αυξηθούν οι θερμοκρασίες και οι ωκεανοί εξατμιστούν. Αλλά τι γίνεται αν η ζωή θα μπορούσε να είχε δισεκατομμύρια χρόνια εξέλιξης για να βρει νέες, πιο διαφορετικές μορφές ζωής;
Νομίζετε ότι ένας πλατύποδος είναι ασυνήθιστος, απλώς φανταστείτε τι θα έχετε με 2 δισεκατομμύρια χρόνια εξέλιξης. Ή 20 δισεκατομμύρια.
Σε μια εφημερίδα του 2016 με τίτλο Superhabitable Worlds, οι Rene Heller και John Armstrong διέρρευαν τις συνθήκες που θα μπορούσαν να κάνουν τον πιο κατοικήσιμο δυνατό πλανήτη. Αυτό είναι ένα πολύ ευανάγνωστο χαρτί, με πολλές καλές ιδέες. Εάν είστε συγγραφέας επιστημονικής φαντασίας που ψάχνει μερικές ιδέες παγκόσμιας οικοδόμησης, σίγουρα ρίξτε μια ματιά. Θα βάλω έναν σύνδεσμο στις σημειώσεις της εκπομπής.
Προτείνουν ότι τα αστέρια με λιγότερη μάζα από τον Ήλιο, που ταξινομούνται ως αστέρια Κ, είναι πιθανώς οι καλύτεροι υποψήφιοι για διαφορετικότητα, δεδομένου ότι είναι μακράς διαρκείας και σχετικά σταθερά. Ένα αστέρι τύπου Κ θα έχει διάρκεια ζωής 20-70 δισεκατομμύρια χρόνια χωρίς αυτά τα ενοχλητικά κόκκινα νάνοι μεγάλαφλα.
Θα θέλατε άλλους πλανήτες στο σύστημα αστεριών, που μπορούν να ανακατευθύνουν τους αστεροειδείς και τους κομήτες με τη βαρύτητά τους για να παραδώσουν νερό και άλλες χημικές ουσίες που απαιτούνται για τη ζωή. Ευχαριστώ για αυτό, Δία.
Και ιδανικά, θέλετε πολλούς κατοικήσιμους πλανήτες στο ίδιο σύστημα, ικανές να στέλνουν ζωή πίσω και πίσω. Μια διαδικασία γνωστή ως πανσπερμία.
Κάντε τον κατοικήσιμο πλανήτη σας το φεγγάρι ενός γίγαντα αερίου για να αποκτήσετε ισχυρές παλιρροιακές δυνάμεις που θα κρατούσαν φρέσκο ηφαιστειακό υλικό στην επιφάνεια.
Καλύτερα ακόμα, να έχουμε έναν δυαδικό πλανήτη, όπου δύο κόσμοι περιστρέφονται ο ένας στον άλλο, παρέχοντας παλιρροιακές δυνάμεις και ανταλλάσσοντας μορφές ζωής μπρος-πίσω.
Και μόλις αρχίζουμε!
Κάντε τον πλανήτη μεγαλύτερο και θα έχετε περισσότερη επιφάνεια για να κυκλοφορήσει το νερό θερμοκρασίες (περισσότερο σε αυτό σε ένα δευτερόλεπτο), αλλά και περισσότερη επιφάνεια για τις μορφές ζωής να εκμεταλλευτούν διάφορες θέσεις.
Μιλάμε λοιπόν για έναν μεγαλύτερο, πιο ογκώδη πλανήτη. Μόλις πάρετε περίπου το διπλάσιο της μάζας της Γης, τα τεκτονικά των πλακών αρχίζουν να κλείνουν, οπότε προσπαθήστε να μείνετε κάτω από αυτό το ποσό.
Θέλετε επίσης έναν κόσμο που είναι αρκετά μεγάλος και αρκετά ζεστός στο εσωτερικό του για την κίνηση των κραμάτων σιδήρου στον πυρήνα του για να διατηρεί μια μαγνητόσφαιρα σε πλανήτη.
Πιθανότατα ανησυχείτε για την επιφανειακή βαρύτητα, αλλά ένας πλανήτης με διπλάσια μάζα της Γης χρειάζεται μόνο να είναι περίπου 40% μεγαλύτερος για να έχει περίπου την ίδια επιφανειακή βαρύτητα.
Σε πρόσφατο συνέδριο στη Βαρκελώνη, η Δρ. Stephanie Olson από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο παρουσίασε τη δουλειά που είχαν κάνει στην αναζήτηση των περιβαλλόντων που θα μπορούσαν να στηρίξουν καλύτερα τη ζωή σε εξωπλανήτες.
Χρησιμοποίησαν ένα εργαλείο από τη NASA που ονομάζεται μοντέλο γενικής κυκλοφορίας ROCKE-3D. Αυτό είναι ένα πραγματικά εκπληκτικό εργαλείο που διατίθεται ελεύθερα στο κοινό. Μπορείτε να μεταβείτε στον ιστότοπο και, στη συνέχεια, να δείτε πώς θα ήταν οι συνθήκες σε διαφορετικούς κόσμους, από την αρχαία Αφροδίτη έως τους πλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από το Proxima Centauri.
Μπορείτε να προσομοιώσετε τις θερμοκρασίες του αέρα, τις βροχοπτώσεις, τις συγκεντρώσεις του εδάφους και πολλά άλλα.
Επιτρέψτε μου να σας δείξω μερικά παραδείγματα. Εδώ είναι η προ-βιομηχανική Γη, με θερμοκρασίες αέρα που κυμαίνονται από περίπου 35 C κοντά στον ισημερινό έως ψυχρότερος από -60 C στους πόλους.
Αλλά μπορείτε να αντικαταστήσετε τη Γη με την αρχαία Αφροδίτη, με τον τρόπο που ο πλανήτης έμοιαζε πριν από 2,9 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ο Ήλιος ήταν 20% πιο αμυδρό από ό, τι είναι σήμερα. Περιστρεφόταν ακόμα μία φορά κάθε 243 ημέρες, και πιθανότατα είχε έναν ρηχό ωκεανό που έφτασε σε βάθος 310 μέτρων κατά μήκος των πεδινών του.
Και εδώ είναι ένας πλανήτης σε τροχιά γύρω από το κόκκινο αστέρι νάνων Proxima Centauri, το πιο κοντινό αστέρι στον Ήλιο. Επειδή περιστρέφεται τόσο κοντά στο αστέρι του, ο πλανήτης είναι πιθανώς κλειδωμένος παλιρροιακά. Αυτό έχει δραματική επίδραση στη θερμοκρασία του αέρα με τη μία πλευρά να βλέπει το αστέρι και τη μία πλευρά να βλέπει μακριά.
Αλλά αν ο πλανήτης έχει περιστροφή συντονισμού, όπου περιστρέφεται τρεις φορές στον άξονά του για κάθε 2 τροχιές και αν έχει ατμόσφαιρα που ταιριάζει περίπου με την ατμόσφαιρα αζώτου και οξυγόνου της Γης, τότε καταλήγεις με έναν κόσμο που μοιάζει πολύ περισσότερο άνετο να ζεις.
Η Olson και η ομάδα της χρησιμοποίησαν αυτό το λογισμικό για να προσομοιώσουν τα κλίματα και τους ωκεανούς οικοτόπους διαφόρων ειδών εξωπλανητών. Εδώ στη Γη, η ποικιλομορφία της ζωής εξαρτάται από την ανάδειξη του υλικού από βαθιά κάτω στους ωκεανούς, επιστρέφοντας το στην επιφάνεια όπου η ζωή μπορεί να το χρησιμοποιήσει.
Περισσότερη αναζωογόνηση σημαίνει περισσότερη βιολογική δραστηριότητα, περισσότερη ποικιλομορφία.
Με άλλα λόγια, για να βρείτε τους πλανήτες με την μεγαλύτερη ποικιλομορφία της ζωής, θέλετε να βρείτε τους κόσμους που έχουν ισχυρή ποσότητα ωκεάνιας κυκλοφορίας.
Υπάρχει κάτι καλύτερο από τη Γη;
Σύμφωνα με τον Olson, εάν ένας πλανήτης περιστρέφεται πιο αργά, έχει μεγαλύτερη ατμοσφαιρική πυκνότητα και έχει ηπείρους, τότε μπορείτε να αυξήσετε την ποσότητα της κυκλοφορίας των ωκεανών.
Και αυτό μας δίνει μια ιδέα για το τι θα αναζητήσουν οι αστρονόμοι καθώς εξετάζουν τους εξωηλιακούς κόσμους. Όταν οι αποστολές LUVOIR ή HabEx της NASA πετούν τη δεκαετία του 2030, θα μπορούν να απεικονίζουν απευθείας τις επιφάνειες των εξωπλανητών. Θα μετρήσουν τις χημικές ουσίες στην ατμόσφαιρά τους, θα ανιχνεύσουν νερό και θα καθορίσουν ακόμη και πόσο καλύπτεται ο πλανήτης στις ηπείρους.
Δεν θα πρέπει πραγματικά να εκπλαγούμε αν βρούμε σούπερ κατοικήσιμους κόσμους εκεί έξω στον Γαλαξία μας, κόσμους που είναι σαφώς πιο κατοικήσιμοι από τη Γη. Για άλλη μια φορά, αποδεικνύεται ότι δεν είμαστε ειδικοί. Αυτό είναι εντάξει, τουλάχιστον θα έχουμε παρέα.
