Wrażenie tego artysty pokazuje układ planetarny wokół podobnej do słońca gwiazdy HD 10180. Calçada
Nasza Ziemia jest dla nas ciepłym i przyjaznym miejscem dla form życia, ale poza naszą małą planetą większość Układu Słonecznego jest zbyt zimna, abyśmy mogli żyć wygodnie. Nowe badanie sugeruje, że planety w innych układach słonecznych mogłyby być bardziej nadające się do zamieszkania niż nasze własne, ponieważ ogólnie byłyby cieplejsze - nawet o 25% cieplej. Dzięki temu byliby bardziej aktywni geologicznie i mieliby większe szanse zatrzymania wystarczającej ilości ciekłej wody, aby utrzymać życie, przynajmniej w postaci mikrobiologicznej. Z kolei „Strefa Złotowłosa” wokół innych gwiazd - regionu nadającego się do zamieszkania - byłaby większa niż Strefa w naszym Układzie Słonecznym.
To nowe badanie pochodzi od geologów i astronomów z Ohio State University, którzy połączyli siły, aby szukać życia obcych w nowy sposób.
Badali osiem „bliźniaków słonecznych” naszego Słońca - gwiazd, które bardzo ściśle pasują do Słońca pod względem wielkości, wieku i ogólnego składu - w celu zmierzenia ilości zawartych w nich pierwiastków promieniotwórczych. Gwiazdy te pochodziły z zestawu danych zarejestrowanego przez spektrometr High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher w Europejskim Obserwatorium Południowym w Chile.
Przeszukali bliźniaki słoneczne w poszukiwaniu takich pierwiastków, jak tor i uran, które są niezbędne dla tektoniki płyt Ziemi, ponieważ ogrzewają wnętrze naszej planety. Tektonika płyt pomaga utrzymać wodę na powierzchni Ziemi, więc istnienie tektoniki płyt jest czasem traktowane jako wskaźnik gościnności planety do życia.
Z ośmiu bliźniaków słonecznych, które dotychczas badał zespół, wydaje się, że siedem zawiera znacznie więcej toru niż nasze Słońce - co sugeruje, że wszystkie planety krążące wokół tych gwiazd prawdopodobnie zawierają również więcej toru. Oznacza to, że wnętrze planet jest prawdopodobnie cieplejsze niż nasze.
Na przykład jedna gwiazda w ankiecie zawiera 2,5 razy więcej toru niż nasze Słońce, jak twierdzi członek zespołu i doktorantka stanu Ohio Cayman Unterborn. Mówi, że planety ziemskie, które uformowały się wokół tej gwiazdy, prawdopodobnie generują o 25 procent więcej ciepła wewnętrznego niż Ziemia, co pozwala tektonice płyt dłużej przetrwać w historii planety, dając więcej czasu na powstanie życia.
„Jeśli okaże się, że planety te są cieplejsze niż wcześniej sądziliśmy, możemy skutecznie zwiększyć rozmiar strefy nadającej się do życia wokół tych gwiazd, odsuwając strefę nadającą się dalej od gwiazdy macierzystej, i rozważyć większą liczbę tych planet gościnnych dla życia mikrobiologicznego ”- powiedział Unterborn, który przedstawił wyniki na spotkaniu American Geophysical Union w San Francisco w tym tygodniu.
„Jeśli okaże się, że planety te są cieplejsze niż wcześniej sądziliśmy, możemy skutecznie zwiększyć rozmiar strefy zamieszkiwalnej wokół tych gwiazd”.
„W tym momencie możemy z całą pewnością powiedzieć, że istnieje pewna naturalna zmienność ilości pierwiastków promieniotwórczych w gwiazdach takich jak nasza” - dodał. „Mając tylko dziewięć próbek, w tym Słońce, nie możemy wiele powiedzieć o pełnym zakresie tej odmiany w całej galaktyce. Ale z tego, co wiemy o formowaniu planet, wiemy, że planety wokół tych gwiazd prawdopodobnie wykazują tę samą zmienność, co ma wpływ na możliwość życia. ”
Jego doradca, Wendy Panero, profesor nadzwyczajny w School of Earth Sciences w stanie Ohio, wyjaśnił, że pierwiastki promieniotwórcze, takie jak tor, uran i potas, są obecne w płaszczu Ziemi. Elementy te ogrzewają planetę od wewnątrz, w sposób całkowicie oddzielony od ciepła emanującego z jądra Ziemi.
„Rdzeń jest gorący, ponieważ zaczął się na gorąco”, powiedział Panero. „Ale rdzeń nie jest naszym jedynym źródłem ciepła. Porównywalnym czynnikiem jest powolny rozpad promieniotwórczy pierwiastków, które były tutaj, gdy formowała się Ziemia. Bez radioaktywności nie byłoby wystarczającej ilości ciepła, aby napędzać płytową tektonikę, która utrzymuje powierzchniowe oceany na Ziemi ”.
Związek między tektoniką płyt a wodami powierzchniowymi jest złożony i nie do końca poznany. Panero nazwał to „jedną z wielkich tajemnic w dziedzinie nauk o Ziemi”. Ale naukowcy zaczynają podejrzewać, że te same siły konwekcji ciepła w płaszczu, które poruszają skorupę ziemską, w jakiś sposób regulują również ilość wody w oceanach.
„Wygląda na to, że jeśli planeta ma zachować ocean w geologicznych skalach czasowych, potrzebuje pewnego rodzaju„ systemu recyklingu ”skorupy, a dla nas to konwekcja płaszczowa” - powiedział Unterborn.
W szczególności życie mikroorganizmów na Ziemi korzysta z ciepła podpowierzchniowego. Mnóstwo drobnoustrojów zwanych archeonami nie polega na energii słonecznej, lecz żyje bezpośrednio z ciepła pochodzącego z głębi Ziemi.
Na Ziemi większość ciepła rozpadu radioaktywnego pochodzi z uranu. Powiedział, że planety bogate w tor, który jest bardziej energetyczny niż uran i ma dłuższy okres półtrwania, „będą biegały” cieplej i pozostaną gorące dłużej, co daje im więcej czasu na rozwój życia.
Jeśli chodzi o to, dlaczego nasz układ słoneczny ma mniej toru, Unterborn powiedział, że to prawdopodobnie los.
„Wszystko zaczyna się od supernowych. Elementy utworzone w supernowej określają materiały, które są dostępne do tworzenia nowych gwiazd i planet. Badane bliźniaki słoneczne są rozproszone po całej galaktyce, więc wszystkie powstały z różnych supernowych. Tak się składa, że mieli więcej dostępnego toru, kiedy formowali się niż my. ”
Jennifer Johnson, profesor astronomii w stanie Ohio i współautorka badań, ostrzegła, że wyniki są wstępne. „Wszystkie znaki wskazują na tak - że istnieje różnica w obfitości pierwiastków promieniotwórczych w tych gwiazdach, ale musimy zobaczyć, jak mocny jest wynik” - powiedziała.
Aby kontynuować te badania, zespół chce przeprowadzić szczegółową analizę statystyczną hałasu w danych HARPS, aby poprawić dokładność jego modeli komputerowych. Potem będzie szukał czasu w teleskopie, aby znaleźć więcej bliźniaków słonecznych.
Źródło: Ohio State University
