Τις τελευταίες δεκαετίες, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν πολλούς πλανήτες που πιστεύουν ότι είναι «γήινοι» στη φύση, που σημαίνει ότι φαίνεται να είναι επίγειοι (δηλαδή βραχώδεις) και να περιστρέφουν τα αστέρια τους στη σωστή απόσταση για να υποστηρίξουν την ύπαρξη υγρού νερού στις επιφάνειές τους. . Δυστυχώς, πρόσφατη έρευνα έδειξε ότι πολλοί από αυτούς τους πλανήτες μπορεί στην πραγματικότητα να είναι «κόσμοι νερού», όπου το νερό αποτελεί σημαντικό ποσοστό της μάζας του πλανήτη.
Για την επιστημονική κοινότητα, αυτό φάνηκε να δείχνει ότι αυτοί οι κόσμοι δεν θα μπορούσαν να παραμείνουν κατοικήσιμοι για πολύ καιρό, καθώς δεν θα μπορούσαν να υποστηρίξουν την ανακύκλωση ορυκτών και αερίων που διατηρεί το κλίμα σταθερό στη Γη. Ωστόσο, σύμφωνα με μια νέα μελέτη από μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο και το Κρατικό Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας, αυτοί οι «θαλάσσιοι κόσμοι» θα μπορούσαν να είναι πιο κατοικήσιμοι από ό, τι νομίζουμε.
Η μελέτη τους, με τίτλο "Habitability of exoplanet waterworlds", εμφανίστηκε πρόσφατα στο Η Αστροφυσική Εφημερίδα. Η μελέτη διεξήχθη από τον Edwin S. Kite, επίκουρο καθηγητή στο Τμήμα Γεωφυσικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Σικάγο. και ο Έρικ Β. Φορντ, καθηγητής στο Κέντρο Εξωπλανητών και Κοινωνικών Κόσμων του Κρατικού Πανεπιστημίου της Πενσυλβανίας, Ινστιτούτο για την Κυβερνητική Επιστήμη και το Κρατικό Κέντρο Αστροβιολογίας της Πενσυλβανίας.
Για τη μελέτη τους, η Kite και η Ford δημιούργησαν μοντέλα για βραχώδεις πλανήτες που είχαν πολλές φορές το νερό της Γης, λαμβάνοντας υπόψη τον τρόπο με τον οποίο η θερμοκρασία του ωκεανού και η χημεία θα εξελιχθούν σε μια περίοδο πολλών δισεκατομμυρίων. Ο σκοπός αυτού ήταν να αντιμετωπιστούν ορισμένες παρατεταμένες παραδοχές όσον αφορά την πλανητική βιωσιμότητα. Το σημαντικότερο μεταξύ αυτών είναι ότι οι πλανήτες πρέπει να έχουν παρόμοιες συνθήκες με τη Γη για να υποστηρίξουν τη ζωή για μεγάλες χρονικές περιόδους.
Για παράδειγμα, ο πλανήτης Γη μπόρεσε να διατηρήσει σταθερές θερμοκρασίες σε μεγάλα χρονικά διαστήματα, απορροφώντας αέρια θερμοκηπίου σε ορυκτά (οδηγώντας σε παγκόσμια ψύξη) και θερμαίνοντας απελευθερώνοντας αέρια θερμοκηπίου μέσω ηφαιστείων. Μια τέτοια διαδικασία δεν θα ήταν δυνατή σε υδάτινους κόσμους, όπου ολόκληρη η επιφάνεια (και ακόμη και ένα σημαντικό κλάσμα μάζας) του πλανήτη αποτελείται από νερό.
Σε αυτούς τους κόσμους, το νερό θα αποτρέψει την απορρόφηση του διοξειδίου του άνθρακα από τους βράχους και θα καταστέλλει την ηφαιστειακή δραστηριότητα. Για να αντιμετωπιστεί αυτό, η Kite και η Ford δημιούργησαν μια προσομοίωση με χιλιάδες τυχαία δημιουργημένους πλανήτες και παρακολούθησαν την εξέλιξη του κλίματος τους με την πάροδο του χρόνου Αυτό που βρήκαν ήταν ότι οι υδάτινοι κόσμοι θα μπορούσαν να διατηρήσουν την ισορροπία θερμοκρασίας για δισεκατομμύρια χρόνια. Όπως εξήγησε ο Kite σε πρόσφατο δελτίο τύπου του UChicago News:
«Αυτό πραγματικά σπρώχνει πίσω την ιδέα ότι χρειάζεστε έναν κλώνο της Γης, δηλαδή έναν πλανήτη με κάποια γη και έναν ρηχό ωκεανό… Η έκπληξη ήταν ότι πολλοί από αυτούς παραμένουν σταθεροί για περισσότερο από ένα δισεκατομμύριο χρόνια, μόνο με την τύχη της κλήρωσης. Η καλύτερη εικασία μας είναι ότι είναι της τάξης του 10 τοις εκατό από αυτά. "
Για αυτούς τους πλανήτες, που βρίσκονται ακριβώς στη σωστή απόσταση από τα αστέρια τους, οι προσομοιώσεις έδειξαν ότι υπήρχε η σωστή ποσότητα άνθρακα. Και ενώ δεν είχαν αρκετά μέταλλα και στοιχεία από τον φλοιό που διαλύθηκαν στους ωκεανούς για να τραβήξουν άνθρακα από την ατμόσφαιρα, είχαν αρκετό νερό για να περιστρέψουν τον άνθρακα μεταξύ της ατμόσφαιρας και του ωκεανού. Αυτή η διαδικασία ήταν προφανώς αρκετή για να διατηρήσει το κλίμα σταθερό για αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια.
«Ο χρόνος που έχει ένας πλανήτης εξαρτάται βασικά από το διοξείδιο του άνθρακα και πώς κατανέμεται μεταξύ του ωκεανού, της ατμόσφαιρας και των βράχων στα πρώτα του χρόνια», δήλωσε ο Kite. «Φαίνεται ότι υπάρχει τρόπος να διατηρηθεί ένας πλανήτης κατοικήσιμος μακροπρόθεσμα χωρίς τη γεωχημική ποδηλασία που βλέπουμε στη Γη».
Οι προσομοιώσεις βασίστηκαν σε πλανήτες σε τροχιά γύρω από αστέρια όπως τα δικά μας - αστέρια τύπου G (κίτρινος νάνος) - αλλά τα αποτελέσματα ήταν αισιόδοξα και για αστέρια τύπου Μ (κόκκινος νάνος). Τα τελευταία χρόνια, οι αστρονόμοι έχουν αποφασίσει ότι αυτά τα συστήματα είναι πολλά υποσχόμενα για την προώθηση της ζωής λόγω της φυσικής τους μακροζωίας και του τρόπου με τον οποίο γίνεται πιο αργά με την πάροδο του χρόνου - κάτι που δίνει τη ζωή πολύ περισσότερο στην εμφάνιση.
Ενώ οι κόκκινοι νάνοι είναι επίσης γνωστοί ότι είναι μεταβλητές και ασταθείς σε σύγκριση με τον Ήλιο μας, με αποτέλεσμα πολλές εκλάμψεις που θα μπορούσαν να απομακρύνουν την ατμόσφαιρα ενός πλανήτη, το γεγονός ότι ένας ωκεανός κόσμος θα μπορούσε να ανακυκλώνει αρκετό άνθρακα για να διατηρεί την ατμόσφαιρα σε σταθερή θερμοκρασία είναι ενθαρρυντικό. Υποθέτοντας ότι ορισμένοι από τους πλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τους κόκκινους νάνους έχουν προστατευτική μαγνητόσφαιρα, θα μπορούσαν επίσης να διατηρήσουν συνθήκες ζωής για μεγάλες περιόδους.
Τα τελευταία χρόνια, το εύρος των ανακαλύψεων του εξωπλανήτη έχει προκαλέσει την εστίαση των μελετών εξωπλανητών από την ανίχνευση στον χαρακτηρισμό. Αυτό με τη σειρά του οδήγησε τους επιστήμονες να αρχίσουν να εικάζουν για τα είδη των συνθηκών υπό τις οποίες η ζωή θα μπορούσε να αναδυθεί και να ευδοκιμήσει. Ενώ η προσέγγιση «χαμηλών κρεμώντας φρούτων» εξακολουθεί να είναι το κύριο μέσο που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για να βρουν δυνητικά κατοικήσιμους πλανήτες - όπου οι επιστήμονες αναζητούν πλανήτες που έχουν παρόμοιες συνθήκες με τη Γη - είναι σαφές ότι υπάρχουν και άλλες δυνατότητες.
Τα επόμενα χρόνια, με την ανάπτυξη διαστημικών τηλεσκοπίων όπως το Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) και επίγεια τηλεσκόπια όπως το Τηλεσκόπιο Thirty Meter, το Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο και το Τηλεσκόπιο Giant Magellan, οι αστρονόμοι θα μπορούν να χαρακτηρίσουν τις ατμόσφαιρες των εξωπλανητών και να προσδιορίσουν εάν είναι πράγματι υδρόγειοι ή πλανήτες με ηπειρωτικούς φλοιούς (όπως η Γη ).
Αυτά τα ίδια τηλεσκόπια θα επιτρέψουν επίσης στους αστρονόμους να αναζητήσουν βιογραφίες σε αυτές τις ατμόσφαιρες, οι οποίες όχι μόνο θα βοηθήσουν να προσδιοριστεί εάν είναι «δυνητικά κατοικήσιμοι», αλλά «δυνητικά κατοικημένοι».
