Denne kunstnerens inntrykk viser planetsystemet rundt den sollignende stjernen HD 10180. Calçada
Jorden vår føles som et varmt og innbydende sted for oss livsformer, men utover den lille planeten vår er størstedelen av solsystemet for kaldt til at vi kan leve komfortabelt. En ny studie antyder at planeter i andre solsystemer kan være mer beboelige enn våre egne fordi de i det store og hele er varmere - opptil 25% varmere. Dette vil gjøre dem mer geologisk aktive og mer sannsynlige å beholde nok flytende vann til å opprettholde liv, i det minste i mikrobiell form. På sin side ville "Goldilocks Zone" rundt andre stjerner - den beboelige regionen - være større enn sonen i vårt eget solsystem.
Denne nye studien kommer fra geologer og astronomer ved Ohio State University som har gått sammen for å søke etter fremmedliv på en ny måte.
De studerte åtte "solcelle-tvillinger" av vår sol - stjerner som stemmer veldig godt overens med solen i størrelse, alder og samlet sammensetning - for å måle mengden radioaktive elementer de inneholder. Disse stjernene kom fra et datasett spilt inn av High precision Radial Velocity Planet Searcher-spektrometeret ved European Southern Observatory i Chile.
De søkte på tvillingtvillingene etter elementer som thorium og uran, som er essensielle for jordens platetektonikk fordi de varmer opp planetens indre. Platetektonikk hjelper til med å opprettholde vann på overflaten av jorden, så eksistensen av platetektonikk blir noen ganger tatt som en indikator på en planets gjestfrihet for livet.
Av de åtte solcelle-tvillingene teamet har studert så langt, ser ut til at syv inneholder mye mer thorium enn vår sol - noe som antyder at planeter som kretser rundt stjernene sannsynligvis også inneholder mer thorium. Det betyr at planetenes indre sannsynligvis er varmere enn vår.
En stjerne i undersøkelsen inneholder for eksempel 2,5 ganger mer thorium enn vår sol, ifølge teammedlem og Ohio State doktorgradsstudent Cayman Unterborn. Han sier at landsterke planeter som dannet seg rundt den stjernen, sannsynligvis genererer 25 prosent mer indre varme enn Jorden gjør, noe som gjør det mulig for platetektonikk å vedvare lenger gjennom en planetens historie, noe som gir mer tid til live å oppstå.
"Hvis det viser seg at disse planetene er varmere enn vi tidligere trodde, kan vi effektivt øke størrelsen på den beboelige sonen rundt disse stjernene ved å skyve den beboelige sonen lenger fra vertsstjernen, og vurdere flere av disse planetene gjestfrie til mikrobielle liv , Sa Unterborn, som presenterte resultatene på American Geophysical Union-møtet i San Francisco denne uken.
"Hvis det viser seg at disse planetene er varmere enn vi tidligere trodde, kan vi effektivt øke størrelsen på den beboelige sonen rundt disse stjernene."
"På dette tidspunktet er alt vi kan si sikkert at det er en viss naturlig variasjon i mengden radioaktive elementer inne i stjerner som våre," la han til. "Med bare ni prøver inkludert solen, kan vi ikke si så mye om hele omfanget av den variasjonen gjennom galaksen. Men ut fra det vi vet om planetdannelse, vet vi at planetene rundt disse stjernene sannsynligvis har den samme variasjonen, som har konsekvenser for muligheten for liv. "
Hans rådgiver, Wendy Panero, førsteamanuensis ved School of Earth Sciences i Ohio State, forklarte at radioaktive elementer som thorium, uranium og kalium er til stede i jordens mantel. Disse elementene varmer planeten fra innsiden, på en måte som er helt adskilt fra varmen som kommer fra jordens kjerne.
"Kjernen er varm fordi den begynte å bli varm," sa Panero. "Men kjernen er ikke vår eneste varmekilde. En sammenlignbar bidragsyter er det sakte radioaktive forfallet av elementer som var her da Jorden dannet seg. Uten radioaktivitet ville det ikke være nok varme til å drive platetektonikken som opprettholder overflatehavene på jorden. "
Forholdet mellom platetektonikk og overflatevann er sammensatt og ikke helt forstått. Panero kalte det "et av de store mysteriene i geovitenskapene." Men forskere begynner å mistenke at de samme kreftene med varmekonveksjon i mantelen som beveger jordskorpen på en eller annen måte regulerer vannmengden i havene også.
"Det ser ut til at hvis en planet skal beholde et hav over geologiske tidsrom, trenger den en slags skorpes‘ resirkuleringssystem ', og for oss er det mantelkonveksjon, "sa Unterborn.
Spesielt drar mikrobielt liv på jorden fordel av varme i undergrunnen. Scorer av mikrober kjent som archaea er ikke avhengige av solen for energi, men lever i stedet direkte av varmen fra dypt inne i jorden.
På jorden kommer mesteparten av varmen fra radioaktivt forfall fra uran. Planeter rike på thorium, som er mer energiske enn uran og har en lengre halveringstid, vil "løpe" varmere og forbli varme lenger, sa han, noe som gir dem mer tid til å utvikle livet.
Med hensyn til hvorfor solsystemet vårt har mindre thorium, sa Unterborn at det sannsynligvis er lykken med trekningen.
”Det hele starter med supernovaer. Elementene som er skapt i en supernova bestemmer materialene som er tilgjengelige for nye stjerner og planeter å danne. Soltvillingene vi studerte er spredt rundt galaksen, så de alle dannet seg fra forskjellige supernovaer. Det hender bare at de hadde mer thorium tilgjengelig da de dannet seg enn vi gjorde. ”
Jennifer Johnson, førsteamanuensis i astronomi ved Ohio State og medforfatter av studien, advarte om at resultatene er foreløpige. "Alle tegn peker på ja - at det er en forskjell i overflod av radioaktive elementer i disse stjernene, men vi må se hvor robust resultatet er," sa hun.
For å fortsette denne forskningen ønsker teamet å gjøre en detaljert statistisk analyse av støy i HARPS-dataene for å forbedre nøyaktigheten til datamaskinmodellene hans. Deretter vil han søke teleskoptid for å lete etter flere tvillinger.
Kilde: Ohio State University
