For å støtte livet, bør en exoplanet ganske enkelt henge med der varmen fra stjernen er perfekt for flytende vann. Ikke sant?
Ikke nødvendigvis. Ny forskning antyder at for å støtte livet, kan en slik planet også trenge platetektonikk, og de utløses i et smalere bånd med avstand fra forelderstjernen.
Rory Barnes, en astronom fra University of Washington, er hovedforfatter av en artikkel som skal publiseres av The Astrophysical Journal Letters som bruker nye beregninger fra datamaskinmodellering for å definere en "tidevennlig beboelig sone."
Foruten flytende vann, mener forskere platetektonikk er nødvendig for å trekke overflødig karbon fra atmosfæren og begrense det i bergarter, for å forhindre oppvarming av drivhus. Tektonikk, eller bevegelsen av platene som utgjør en planetens overflate, er typisk drevet av radioaktivt forfall i planetens kjerne, men en stjerners tyngdekraft kan forårsake tidevann i planeten, noe som skaper mer energi til å drive platetektonikk.
"Hvis du har platetektonikk, kan du ha langsiktig klimastabilitet, som vi tror er en forutsetning for livet," sa Barnes.
De tektoniske kreftene kan ikke være så alvorlige at geologiske hendelser raskt frarøver en planetens overflate og ødelegger liv som kan ha fått fotfeste, sa han. Planeten må være på en avstand der trekking fra stjernens gravitasjonsfelt genererer tektonikk uten å sette i gang ekstrem vulkansk aktivitet som gjenoppretter planeten på en for kort tid til at livet skal blomstre.
"Totalt sett er effekten av dette arbeidet å redusere antall beboelige miljøer i universet, eller i det minste det vi har tenkt på som beboelige miljøer," sa Barnes. "De beste stedene å lete etter levedyktighet er hvor denne nye definisjonen og den gamle definisjonen overlapper hverandre."
De nye beregningene har implikasjoner for planeter som tidligere ble ansett som for små av hensyn til brukbarhet. Et eksempel er Mars, som pleide å oppleve tektonikk, men den aktiviteten opphørte som varme fra planetens forfallende indre kjerne forsvant.
Men når planeter kommer nærmere solene sine, blir gravitasjonstrekket sterkere, tidevannskreftene øker og mer energi frigjøres. Hvis Mars skulle bevege seg nærmere solen, kunne solens tidevannsbåter muligens starte tektonikken på nytt, og frigjøre gasser fra kjernen for å gi mer atmosfære. Hvis Mars har flytende vann, kan det på det tidspunktet være beboelig for livet slik vi kjenner det.
Ulike måner fra Jupiter har lenge blitt ansett som potensielt innbyggert i livet. Men en av dem, Io, har så mye vulkansk aktivitet, resultatet av tidevannskrefter fra Jupiter, at den ikke blir sett på som en god kandidat. Tektonisk aktivitet gjenskaper overflaten til Io på mindre enn 1 million år.
"Hvis det skulle skje på jorden, ville det være vanskelig å forestille seg hvordan livet ville utvikle seg," sa Barnes.
En potensiell jordlignende planet, men åtte ganger mer massiv, kalt Gliese 581d ble oppdaget i 2007 omtrent 20 lysår unna i stjernebildet Vågen. Først trodde man at planeten var for langt fra solen, Gliese 581, til å ha flytende vann, men nyere observasjoner har bestemt at bane er innenfor den beboelige sonen for flytende vann. Imidlertid er planeten utenfor den beboelige sonen for solens tidevannskrefter, som forfatterne mener drastisk begrenser muligheten for liv.
"Modellen vår spår at tidevannet bare kan bidra til en fjerdedel av oppvarmingen som kreves for å gjøre planeten beboelig, så mye varme fra forfall av radioaktive isotoper kan være nødvendig for å utgjøre forskjellen," sa Jackson.
Barnes la til: "Hovedpoenget er at tidevannskraft er en viktig faktor som vi må ta hensyn til når vi leter etter beboelige planeter."
Kilde: University of Washington via EurekAlert. Papiret er tilgjengelig her.
