Πολλοί από τους τίτλους και τη συζήτηση σχετικά με τη βιωσιμότητα των εξωπλανητών επικεντρώνονται στην εγγύτητά τους με το αστέρι τους και στην παρουσία νερού. Είναι λογικό, διότι αυτοί είναι σοβαρά περιοριστικοί παράγοντες. Αλλά αυτά τα πλανητικά χαρακτηριστικά είναι πραγματικά μόνο ένα σημείο εκκίνησης για την κατοικήσιμη / όχι κατοικήσιμη συζήτηση. Αυτό που συμβαίνει στο εσωτερικό ενός πλανήτη είναι επίσης σημαντικό.
Υπάρχει ένας σχεδόν εκπληκτικός αριθμός παραγόντων που κάνουν τη Γη έναν πλανήτη που διατηρεί τη ζωή. Η ατμόσφαιρα, το νερό, η εγγύτητα με το αστέρι του. Ο τύπος του αστεριού και η σταθερότητά του, η τροχιακή σταθερότητα του πλανήτη, η θέση του στον γαλαξία. Αυτά είναι μόνο μερικά από αυτά που συζητούνται συχνά. Άλλοι, πιο εσωτερικοί παράγοντες όπως το μέγεθος της Σελήνης μπορεί επίσης να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο.
"Η καρδιά της βιωσιμότητας βρίσκεται στο πλανητικό εσωτερικό."
Από "Τι κάνει έναν πλανήτη κατοικήσιμο;"
Αλλά είναι επίσης ο λιωμένος πυρήνας της Γης που διαδραματίζει πρωταρχικό ρόλο στη βιωσιμότητα της Γης, δημιουργώντας τη μαγνητόσφαιρα που μας προστατεύει από τις ακτίνες του ήλιου. Και παρόλο που μπορεί να είμαστε εξοικειωμένοι με αυτήν την πτυχή του πυρήνα της Γης που επιτρέπει την κατοικησιμότητα, η εσωτερική του σύνθεση συμβάλλει με άλλους τρόπους.
Μια ομάδα ερευνητών στο Ινστιτούτο Carnegie έγραψε μια επιστολή που δημοσιεύθηκε στο Science ζητώντας από τους ερευνητές να διευρύνουν το πεδίο εφαρμογής τους όσον αφορά τον προσδιορισμό της βιωσιμότητας. Η ουσία της επιστολής τους είναι ότι η βιωσιμότητα είναι πολύ περίπλοκη για να προσδιοριστεί μια επιστημονική πειθαρχία και ότι απαιτείται μια συνολική ολιστική ή εξαιρετικά ολοκληρωμένη προσέγγιση για να αποκτήσει μια πιο πρακτική μέθοδο προσδιορισμού του εξωπλανήτη που μπορεί να είναι κατοικήσιμος.
Και είναι μια συναρπαστική ανάγνωση.
«Η ανθρωπότητα θα χτίσει μια βιβλιοθήκη πληροφοριών σχετικά με τους αέριους φακέλους που αποτελούν μόνο το ένα εκατοστό της μάζας ενός εξωπλανήτη».
Από "Τι κάνει έναν πλανήτη κατοικήσιμο"
Καθώς μεγαλώνει η παρατηρητική μας δύναμη, οι επιστήμονες ισχυρίζονται ότι πρέπει επίσης να αναπτυχθεί η μεθοδολογία μας για τον προσδιορισμό της βιωσιμότητας.
Επί του παρόντος, οι επιστήμονες μπορούν να ανιχνεύσουν έναν εξωπλανήτη, να προσδιορίσουν την εγγύτητά του με το αστέρι του, να περιορίσουν τη μάζα και την πυκνότητά του και, στη συνέχεια, να κάνουν πιθανολογικές εικασίες σχετικά με την πιθανή βιωσιμότητα από εκεί. Το επίκεντρο αυτού είναι να προσπαθήσουμε και να εξακριβώσουμε ποια είναι η ατμόσφαιρα ενός συγκεκριμένου πλανήτη. Αλλά ακόμα κι αν έχουμε την ατμόσφαιρα σωστή, ξεφλουδίσουμε μόνο το πρώτο στρώμα του κρεμμυδιού. Όπως λένε στην επιστολή τους, «Η ανθρωπότητα θα χτίσει μια βιβλιοθήκη πληροφοριών σχετικά με τους αέριους φακέλους που αποτελούν μόνο το ένα εκατοστό της μάζας ενός εξωπλανήτη».
Αλλά τι; Τι γίνεται με την υπόλοιπη μάζα του πλανήτη; Προσδιορίζει τη βιωσιμότητα;
Η ομάδα των επιστημόνων είναι οι Anat Shahar, Peter Driscoll, Alycia Weinberger και George Cody. Στην επιστολή τους μιλούν για τους πολλούς τρόπους που το εσωτερικό της Γης καθορίζει τη βιωσιμότητά του.
Η ομάδα αναγνωρίζει ότι από την προοπτική του κυνηγιού του πλανήτη, όλα ξεκινούν με την ατμόσφαιρα. Τανταριστικά σήματα από την ατμόσφαιρα, όπως η παρουσία οξυγόνου ή χημικής σύνθεσης εκτός ισορροπίας, θα μπορούσαν να είναι σημάδια ζωής και κατοίκησης. Αλλά απέχουν πολύ από το οριστικό.
Οι ατμόσφαιρες είναι πολύπλοκα, δυναμικά πράγματα. Υποβάλλονται σε κάθε είδους είσοδο, από πηγές χημικών στο εσωτερικό της Γης έως την ικανότητα ενός εσωτερικού να ενεργεί ως νεροχύτης χημικών. Είναι πάντα σε ροή και απαιτεί κάποιο είδος σταθερότητας για μεγάλα χρονικά διαστήματα για να ανθίσει η ζωή.
Όλοι γνωρίζουν τον κύκλο νερού της Γης, αλλά υπάρχουν και άλλοι κύκλοι στη δουλειά. Όταν εκρήγνυνται ηφαίστεια και το μάγμα φτάνει στην επιφάνεια μέσω αεραγωγών, απελευθερώνονται χημικά τα οποία στη συνέχεια ανακυκλώνονται πίσω στον φλοιό. Εάν επιτρέπεται η συσσώρευση ορισμένων χημικών, περιορίζουν σοβαρά τις προοπτικές ζωής. Στο άρθρο, οι συγγραφείς χρησιμοποιούν το παράδειγμα του άνθρακα, το οποίο οι ατμοσφαιρικές διεργασίες μπορούν να αφαιρέσουν από την ατμόσφαιρα και να κατεβούν στον πυθμένα της θάλασσας. Εκεί, ανακυκλώνονται πίσω στο εσωτερικό στις ζώνες υποαγωγής μεταξύ τεκτονικών πλακών.
Το σημείο που κάνουν είναι ότι δεν μπορείτε να κρίνετε πραγματικά την ατμόσφαιρα χωρίς να γνωρίζετε ποιες είναι οι εσωτερικές διαδικασίες του πλανήτη.
Αλλά δεν είναι μόνο οι διαδικασίες στο εσωτερικό που επηρεάζουν την κατοικησιμότητα. Είναι επίσης η σύνθεση.
Τα στοιχειώδη δομικά στοιχεία των πλανητών είναι συνεπή και περιλαμβάνουν οξυγόνο, πυρίτιο και σίδηρο. Αλλά τα ποσά και οι αναλογίες αυτών των δομικών στοιχείων μπορούν να ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό. Αυτό καθορίζεται από τις συνθήκες στον πρωτοπλανητικό δίσκο από τους οποίους σχηματίστηκαν οι πλανήτες. Όπως διευκρινίζουν οι συγγραφείς στην επιστολή τους, οι ποσότητες αυτών των στοιχείων και ο τρόπος με τον οποίο υποβάλλονται σε επεξεργασία κατά τη διάρκεια του πλανητικού σχηματισμού μπορεί να διαφέρουν κατά πολύ.
Η τελική τους σύνθεση στον πλανήτη μπορεί επίσης να ποικίλει λόγω των συνθηκών στον πρωτοπλανητικό δίσκο. Για παράδειγμα, ο σχηματισμός γιγαντιαίων πλανητών νωρίς στο ηλιακό σύστημα μπορεί να επηρεάσει τη σύνθεση των πλανητών που σχηματίζονται αργότερα.
Όλη αυτή η ποικιλία δημιουργεί ένα εκπληκτικό σύνολο μεταβλητών όσον αφορά τον προσδιορισμό της βιωσιμότητας.
«Η έρευνα που απαιτείται για τη συνεκτική διερεύνηση αυτών των διαδικασιών δεν μπορεί να γίνει από επιστήμονες σε έναν μόνο κλάδο μεμονωμένα.»
Από "Τι κάνει έναν πλανήτη κατοικήσιμο".
Αυτό που υποστηρίζουν οι συγγραφείς είναι ένας νέος τρόπος αναζήτησης της βιωσιμότητας. Προτείνουν έναν πιο διεπιστημονικό τρόπο για να το κάνουμε. Όπως λένε στην επιστολή τους, «Η έρευνα που απαιτείται για τη συνεκτική διερεύνηση αυτών των διαδικασιών δεν μπορεί να γίνει από επιστήμονες σε έναν μόνο κλάδο μεμονωμένα.»
Προτείνουν πειραματική έρευνα που εστιάζει σε πράγματα όπως η φυσική της ορυκτής και περισσότερες μελέτες παρατήρησης των αστρικών δίσκων και των πλανητικών δίσκων. Αυτή η νέα γνώση θα χρησιμοποιηθεί για την οικοδόμηση ενός καλύτερου μοντέλου για την κατανόηση της κατοικησιμότητας, κάτι που θα μας πήγαινε περισσότερο από την εξάρτησή μας από το υγρό νερό, την ατμοσφαιρική σύνθεση, την εγγύτητα με το αστέρι του και τους άλλους παράγοντες που χρησιμοποιούμε για να προσδιορίσουμε τη βιωσιμότητα.
Έτσι, οι επιστήμονες δεν δίνουν αρκετό βάρος στο εσωτερικό ενός πλανήτη όταν προσπαθούν να προσδιορίσουν τη βιωσιμότητα; Η απάντηση είναι… ίσως.
Ίσως χρειαζόμαστε ένα πιο διαβαθμισμένο σύστημα ταξινόμησης των εξωπλανητών. Η οικότητα ενός επιπέδου θα μπορούσε να υποδεικνύει τις πιο βασικές απαιτήσεις για την κατοικησιμότητα. Η εγγύτητα με ένα κατάλληλο αστέρι, πιθανό υγρό νερό, τέτοια πράγματα. Από εκεί, διαφορετικά επίπεδα θα μπορούσαν να κωδικοποιηθούν σύμφωνα με αυστηρότερες και αυστηρότερες συνθήκες.
Ο Lammer et. αλ. πρότεινε κάτι τέτοιο στην εφημερίδα του 2009 «Τι κάνει έναν πλανήτη κατοικήσιμο;» Αλλά το σύστημα ταξινόμησης τεσσάρων επιπέδων τους δεν ερευνά πολύ το εσωτερικό των εξωπλανητών. Σε μια δημοσίευση του 2012 με τίτλο «Σχετικά με την πιθανότητα κατοικήσιμων πλανητών», ο Francois Forget διηγήθηκε στους Lammer et. το σύστημα ταξινόμησης του άλλου προτού εμβαθύνει βαθύτερα σε γεωφυσικές διαδικασίες που πρέπει να υπάρχουν πριν ένας πλανήτης μπορεί να κατοικήσει.
Αυτή η επιστολή παροτρύνει την επιστημονική κοινότητα να προχωρήσει περισσότερο.
Πιθανότατα απαιτείται ένα εφαρμόσιμο, πιο λεπτομερές μοντέλο εσωτερικών εξωπλανητών, που να βασίζεται όχι μόνο στην ατμόσφαιρα αλλά και στη σύνθεση και τις συνθήκες του δίσκου. Στο εγγύς μέλλον, πιο ισχυρά τηλεσκόπια θα μας βοηθήσουν να μάθουμε περισσότερα για τους εξωπλανήτες, ίσως ακόμη και να μας δώσουν πραγματικές εικόνες ορισμένων από αυτούς.
Αλλά αν η ομάδα πίσω από αυτό το γράμμα έχει δίκιο, δεν θα είναι αρκετή για να προσδιορίσει τη βιωσιμότητα. Πρέπει να ξεφλουδίσουμε περισσότερα στρώματα κρεμμυδιού, και αυτό μπορεί να απαιτεί τον πιο εξελιγμένο τύπο μοντέλου που οραματίζονται.
