Łowcy obcego życia mogą odkryć nową i nieoczekiwaną niszę.
Niedawny artykuł przedłożony przez profesora astronomii na Uniwersytecie Columbia Kristen Menou w czasopiśmie Astrophysical Journal sugeruje, że planety zablokowane pływowo na orbitach gwiazd czerwonych karłów klasy M mogą mieć bardzo wyjątkowy cykl hydrologiczny. A w niektórych ekstremalnych przypadkach ten cykl może wywołać dziwną dychotomię, z gromadzeniem się lodu na półkuli świata po drugiej stronie, pozostawiając spieczoną stronę ku słońcu. Eksperci twierdzą, że życie w takich warunkach byłoby wyzwaniem, ale jest - kusząco - możliwe.
Możliwość życia wokół gwiazd czerwonego karła drażniła już badaczy. Krasnoludy typu M są od 0,075 do 0,6 razy masywniejsze niż nasze Słońce i są znacznie powszechniejsze we wszechświecie. Żywotność tych skąpych gwiazd można zmierzyć w tryliony lat dla dolnego końca skali masowej. Dla porównania, Wszechświat istnieje dopiero od 13,8 miliarda lat. To kolejny plus w grze, która daje szansę na rozpoczęcie życia biologicznego. I chociaż strefa mieszkalna lub region „Złotowłosa”, w którym woda pozostaje płynna, znajduje się bliżej gwiazdy macierzystej planety krążącej wokół czerwonego karła, jest ona jednak bardziej rozległa niż to, co zamieszkujemy w naszym Układzie Słonecznym.
Ale taki scenariusz nie jest pozbawiony wad. Czerwone karły są burzliwymi gwiazdami, wywołującymi burze radiacyjne, które sprawiłyby, że pobliskie planety stałyby się bezpłodne na całe życie, jakie znamy.
Ale model profesor Menou proponuje farby wyjątkowy i przekonujący obraz. Podczas gdy woda po stałej stronie ziemskiego świata wielkości pływowo zamkniętej na orbicie wokół gwiazdy karła M szybko odparowałaby, byłaby transportowana przez konwekcję atmosferyczną i zamarzała i gromadziła się po stałej nocy. Ten lód tylko powoli migrowałby z powrotem do palącej strony dziennej i proces ten trwałby nadal.
Czy tego rodzaju „światy zamknięte” mogą być bardziej powszechne niż nasze własne?
Rodzaj blokady pływowej, o której mowa, jest taki sam, jak w przypadku Ziemi i Księżyca. Księżyc utrzymuje wiecznie jedną twarz zwróconą w kierunku Ziemi, dokonując jednej rewolucji co 29,5 dnia okresu synodycznego. Widzimy również to samo zjawisko w satelitach Jowisza i Saturna, a takie zachowanie najprawdopodobniej jest powszechne w sferze egzoplanet blisko krążących wokół swoich gwiazd-gospodarzy.
W badaniu wykorzystano model dynamiczny znany jako PlanetSimulator stworzony na Uniwersytecie w Hamburgu w Niemczech. Światy modelowane przez autora sugerują, że planety o mniej niż jednej czwartej wody znajdującej się w oceanach Ziemi i podlegające podobnemu nasłonecznieniu, jak Ziemia od gwiazdy macierzystej, w końcu zatrzymałyby większość swojej wody jak lód po nocnej stronie planety.
Wyniki danych Keplera sugerują, że planety na bliskich orbitach wokół gwiazd karła M mogą być stosunkowo powszechne. Autor zauważa również, że taka pułapka lodowa na ubogim w wodę świecie krążącym wokół gwiazdy karła M miałaby głęboki wpływ na klimat, zależny od ilości dostępnych substancji lotnych. Obejmuje to możliwość wpływu na proces erozji, wietrzenia i emisji CO2 jazda na rowerze, która jest również kluczowa dla życia, jakie znamy na Ziemi.
Jak dotąd nie ma jeszcze prawdziwej „krótkiej listy” odkrytych egzoplanet, które mogą pasować do rachunku. „Każda planeta w strefie nadającej się do zamieszkania gwiazdy karła M jest potencjalnie światem uwięzionym w wodzie, choć prawdopodobnie nie, jeśli wiemy, że planeta ma gęstą atmosferę”. Profesor Menou powiedział Wszechświat Dzisiaj. „Jednak wraz z odkryciem większej liczby takich planet powinno być o wiele więcej potencjalnych kandydatów”.
Skoro gwiazdy czerwonego karła są stosunkowo powszechne, to czy scenariusz pułapki lodowej może być również rozpowszechniony?
„Krótko mówiąc, tak” - powiedział profesor Menou Magazyn kosmiczny. „Zależy to również od częstotliwości planet wokół takich gwiazd (wskazania sugerują, że jest ona wysoka) oraz od całkowitej ilości wody na powierzchni planety, która według niektórych modeli formacji powinna być rzeczywiście niewielka, co zwiększyłoby prawdopodobieństwo tego scenariusza /istotnych. Zasadniczo może to być norma, a nie wyjątek, choć dopiero się okaże. ”
Oczywiście życie w takich warunkach musiałoby stawić czoła wyjątkowym wyzwaniom. Dzienna strona świata podlegałaby burzliwym kaprysom słońca czerwonego karła, który był gospodarzem, w postaci częstych burz radiacyjnych. Zimna nocna strona przyniosłaby trochę wytchnienia od tego, ale znalezienie niezawodnego źródła energii po trwale osłoniętej nocnej stronie takiego świata jak świat byłoby trudne, być może polegając na chemosyntezie zamiast fotosyntezy zasilanej energią słoneczną.
Na Ziemi życie w pobliżu „czarnych palaczy” lub wulkanicznych otworów głęboko w dnie oceanu, gdzie Słońce nigdy nie świeci, właśnie to robi. Można sobie również wyobrazić życie, które znajduje niszę w mrocznych regionach takiego świata, żywiąc się przepływającym przez nie szczątkiem.
Niektóre z najbliższych gwiazd czerwonego karła do naszego Układu Słonecznego to Promixa Centauri, Gwiazda Barnarda i Gwiazda Flary Luytena. Gwiazda Barnarda była celem poszukiwań egzoplanet od ponad wieku ze względu na jej wysoki właściwy ruch, który jak dotąd okazał się nieskuteczny.
Najbliższą odkrytą do tej pory gwiazdą karła M z egzoplanetami jest Gliese 674, oddalona o 14,8 lat świetlnych. Obecna liczba światów pozasłonecznych według Encyklopedii planet pozasłonecznych wynosi 919.
To polowanie będzie również stanowić wyzwanie dla TESS, Transiting Exoplanet Survey Satellite i następcy Keplera, który ma wystartować w 2017 roku.
Poszukiwanie i identyfikacja światów uwięzionych w lodzie może okazać się wyzwaniem. Takie planety wykazywałyby kontrast w albedo, czyli jasność z jednej półkuli na drugą, ale zawsze widzieliśmy pokrytą lodem nocną stronę w ciemności. Mimo to naukowcy polujący na egzoplanety byli w stanie wydobyć niesamowitą ilość informacji z danych dostępnych wcześniej - być może wkrótce dowiemy się, czy takie oazy planetarne istnieją daleko w obrębie „linii śniegu” krążącej wokół gwiazd czerwonego karła.
Przeczytaj artykuł na temat światów uwięzionych w wodzie pod następującym linkiem.
