Kao što znamo, za nastanak života potrebna su tri građevna bloka: izvor energije, pristup prehrani i prisutnost tekuće vode.
Osim ovih zahtjeva, ostaje nepoznato u kojoj mjeri uvjeti na drugim planetima trebaju nalikovati Zemlji da bi bili nastanjivi. Ali što ako tražimo planete koji se razlikuju od Zemlje, ali potencijalno mogu utočiti egzotične živote umjesto da tražimo one nalik Zemlji?
Postoji mogućnost da ključni sastojak za život, tekuća voda, postoji na planetima koji ne nalikuju Zemljinom okolišu.
Sada, istraživači sa Sveučilišta u Bernu, Sveučilišta u Zürichu i Nacionalnog centra kompetencija u istraživanju (NCCR) PlanetS izvještavaju u novoj studiji da bi tekuća voda također mogla postojati milijardama godina na planetima koji su vrlo različiti od Zemlje. Ova ideja dovodi u pitanje prevladavajući pogled na potragu za planetima sličnim Zemlji radi nastanjivanja.
Tragom unatrag do iskonskog okoliša Zemlje
Jedan od razloga zašto voda može biti tekuća na Zemlji je njena atmosfera”, objašnjava koautor studije Ravit Helled, profesor teorijske astrofizike na Sveučilištu u Zürichu i član NCCR PlanetS-a. “Svojim prirodnim efektom staklenika zadržava samo pravu količinu topline kako bi stvorio prave uvjete za oceane, rijeke i kišu”, kaže istraživač.
Trenutno je većina Zemljine biomase koncentrirana na njezinoj površini. Ponajviše zbog složenih fotosintetskih organizama kao što su kopnene biljke. Veći dio svoje geološke povijesti ta je biomasa uglavnom bila prisutna na podzemnim površinama, kao što je ocean.
Život se prilagodio mnogim drugim relativno ekstremnim okruženjima, kao što su dubine oceana pri tlaku kbara, iako je nepoznato koliko od tih organizama živi neovisno o životu na površini.
U potrazi za životom na izvanzemaljskim planetima, potrebno je uzeti u obzir da bi se život mogao manifestirati i razvijati u uvjetima koji bi se na Zemlji smatrali ekstremnim od organizama koji su već pronađeni na Zemlji.
Kada se planet prvi put formirao od kozmičkog plina i prašine, skupio je atmosferu koja se uglavnom sastojala od vodika i helija. Ta se atmosfera naziva primordijalna atmosfera.
Primordijalna atmosfera, u kojoj dominiraju vodik i helij, ne bi imala dovoljno stakleničkih plinova koji su važni na Zemlji, kao što su CO2 ili metan. Međutim, ako je atmosfera dovoljno masivna, H2 će djelovati kao staklenički plin. Pri dovoljnim tlakovima, molekule H2 prolaze kroz dovoljno sudara da stvore dipolni moment, zbog čega apsorbiraju infracrveno zračenje koje dolazi s planeta; to je poznato kao ‘upijanje izazvano sudarom’. Moglo bi podići temperaturu površine dovoljno da omogući tekući ocean.
Tijekom nekog vremenskog razdoblja, Zemlja je izgubila svoju primordijalnu atmosferu.
Masivni planeti mogu skupljati mnogo veće primordijalne atmosfere, koje u nekim slučajevima mogu zadržati neograničeno. “Tako masivne primordijalne atmosfere također mogu izazvati efekt staklenika – slično Zemljinoj atmosferi danas. Stoga smo željeli saznati mogu li te atmosfere pomoći u stvaranju potrebnih uvjeta za tekuću vodu” – kaže Helled.
Istraživački tim temeljito je modelirao brojne planete i simulirao njihov razvoj tijekom milijardi godina.
Obračunali su svojstva atmosfere planeta i intenzitet zračenja njihovih zvijezda, kao i unutarnju toplinu planeta koja je zračila prema van. Ova geotermalna toplina igra samo sporednu ulogu za uvjete na površini Zemlje, ali bi mogla pridonijeti značajnije na planetima s masivnom primordijalnom atmosferom.
“Ono što smo otkrili je da je u mnogim slučajevima primordijalna atmosfera izgubljena zbog intenzivnog zračenja zvijezda, posebno na planetima koji su blizu njihove zvijezde. Ali u slučajevima kada atmosfera ostane, mogu se pojaviti pravi uvjeti za tekuću vodu”, izvještava Marit Mol Lous, dr. sc. student i glavni autor studije. Prema istraživaču sa Sveučilišta u Bernu i Sveučilišta u Zürichu, “u slučajevima kada dovoljno geotermalne topline dosegne površinu, zračenje zvijezde poput Sunca nije ni potrebno kako bi na površini prevladali uvjeti koji omogućuju postojanje tekuće vode.”
“Možda najvažnije, naši rezultati pokazuju da ovi uvjeti mogu trajati jako dugo – do nekoliko desetaka milijardi godina”, ističe istraživač, koji je također član NCCR PlanetS-a.
Otvaranje novog pogleda na potragu za izvanzemaljskim životom: na planetima koji nisu na Zemlji
“Za mnoge ovo može biti iznenađenje. Astronomi obično očekuju da se tekuća voda pojavi u regijama oko zvijezda koje primaju upravo točnu količinu zračenja: ne previše da voda ne ispari, ni premalo, kako se sva ne bi smrzla”, koautor studije Christoph Mordasini, profesor teorijske astrofizike na Sveučilištu u Bernu i član NCCR PlanetS-a, objašnjava.
“Budući da je dostupnost tekuće vode vjerojatni preduvjet za život, a životu je vjerojatno trebalo mnogo milijuna godina da se pojavi na Zemlji, to bi moglo uvelike proširiti horizont za potragu za vanzemaljskim oblicima života. Na temelju naših rezultata, mogao bi se čak pojaviti na takozvanim slobodno plutajućim planetima koji ne kruže oko zvijezde” – kaže Mordasini.
Ograničenje studija
Istraživači tvrde da čak i ako njihovi rezultati izgledaju obećavajuće, ne znaju koliko je uobičajeno imati pravu atmosferu uz prisutnost tekuće vode na bilo kojem planetu.
Pitanje kako će nastati život na planetima s pravim uvjetima moglo bi se riješiti uz pomoć astrobiologa.
“Ipak, svojim smo radom pokazali da bi naša ideja o planetu pogodnom za živote u središtu Zemlje mogla biti preuska” – zaključuje Mordasini.
Izvor: TechExplorist / Amit Malevar
Referenca _ Marit Mol Lous, Ravit Helled i Christoph Mordasini. Potencijalni dugoročni uvjeti za stanovanje na planetima s primordijalnom atmosferom H–He. Astronomija prirode (2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01699-8
