I løpet av de siste tiårene har astronomer oppdaget mange planeter som de mener er "jordlignende" i naturen, noe som betyr at de ser ut til å være landlige (dvs. steinete) og kretser rundt stjernene sine i riktig avstand for å støtte eksistensen av flytende vann på overflatene . Dessverre har nyere forskning indikert at mange av disse planetene faktisk kan være "vannverdener", der vann utgjør en betydelig del av planetens masse.
For det vitenskapelige samfunnet så dette ut til å indikere at disse verdenene ikke kunne være beboelige i veldig lang tid, siden de ikke ville være i stand til å støtte sykling av mineraler og gasser som holder klimaet stabilt på jorden. Imidlertid, ifølge en ny studie fra et team av forskere fra University of Chicago og Pennsylvania State University, kan disse "vannverdenene" imidlertid være mer beboelige enn vi tror.
Studien deres, med tittelen "Habitability of exoplanet waterworlds", dukket nylig opp i The Astrophysical Journal. Studien ble utført av Edwin S. Kite, adjunkt ved Institutt for geofysiske vitenskaper ved University of Chicago; og Eric B. Ford, professor ved Pennsylvania State University's Center for Exoplanets and Habitable Worlds, Institute for CyberScience og Pennsylvania State Astrobiology Research Center.
For deres studie konstruerte Kite og Ford modeller for steinete planeter som mange ganger hadde jordens vann, med hensyn til hvordan havtemperatur og kjemi ville utvikle seg over en periode på flere milliarder. Hensikten med dette var å adressere noen antatte forutsetninger når det kommer til planetarisk brukbarhet. Fremst blant dem er at planeter må ha lignende forhold som Jorden for å støtte liv over lengre tid.
For eksempel har planeten Jorden vært i stand til å opprettholde stabile temperaturer over lange tidsskalaer ved å trekke ned klimagasser til mineraler (som fører til global avkjøling) og varme seg opp ved å frigjøre klimagasser via vulkaner. En slik prosess ville ikke være mulig på vannverdener, der hele overflaten (og til og med en betydelig massefraksjon) av planeten består av vann.
På disse verdenene ville vann forhindre absorpsjon av karbondioksid av bergarter og undertrykke vulkansk aktivitet. For å adressere dette, satte Kite og Ford opp en simulering med tusenvis av tilfeldig genererte planeter og sporet utviklingen av klimaene deres over tid. Det de fant var at vannverdener fortsatt ville være i stand til å opprettholde temperaturbalansen i milliarder av år. Som Kite forklarte i en fersk pressemelding fra UChicago News:
“Dette skyver virkelig tilbake mot ideen om at du trenger en jordklone - det vil si en planet med noe land og et grunt hav… Overraskelsen var at mange av dem holder seg stabile i mer enn en milliard år, bare med lykken for trekningen. Vår beste gjetning er at den er i størrelsesorden 10 prosent av dem. "
For disse planetene, som ligger rett i avstand fra stjernene, indikerte simuleringene at det var riktig mengde karbon til stede. Og selv om de ikke hadde nok mineraler og elementer fra skorpen oppløst i verdenshavene til å trekke karbon ut av atmosfæren, hadde de nok vann til å sykle karbon mellom atmosfæren og havet. Denne prosessen var tilsynelatende nok til å holde klimaet stabilt i flere milliarder år.
"Hvor mye tid en planet har er i utgangspunktet avhengig av karbondioksid og hvordan den er fordelt mellom havet, atmosfæren og steinene i de første årene," sa Kite. "Det ser ut til at det er en måte å holde en planet beboelig på lang sikt uten den geokjemiske syklingen vi ser på jorden."
Simuleringene var basert på planeter som kretser rundt stjerner som våre egne - G-type (gul dverg) stjerner - men resultatene var optimistiske for M-type (rød dverg) stjerner også. De siste årene har astronomer bestemt at disse systemene lover å fremme liv på grunn av deres naturlige levetid og hvordan de blir lysere saktere over tid - noe som gir livet mye lenger tid å komme frem.
Mens røde dverger også er kjent for å være varierende og ustabile sammenlignet med solen vår, noe som resulterer i mange fakler som kan fjerne en planetens atmosfære unna, er det faktum at en havverden vil være i stand til å sykle nok karbon til å holde atmosfæren på en jevn temperatur oppmuntrende. Forutsatt at noen av planetene som går i bane rundt røde dverger har en beskyttende magnetosfære, kan de også være i stand til å opprettholde livsbærende forhold i lange perioder.
I løpet av de siste årene har overflaten av eksoplanettfunn ført til at fokuset på eksoplanettstudier har skiftet fra deteksjon til karakterisering. Dette har igjen fått forskere til å begynne å spekulere i hvilke forhold som livet kan dukke opp og trives. Mens "lavthengende frukt" -tilnærmingen fremdeles er det viktigste middelet som forskere bruker for å finne potensielt beboelige planeter - der forskere oppsøker planeter som har lignende forhold som Jorden, er det tydelig at andre muligheter eksisterer.
I de kommende årene, med utplassering av rombaserte teleskoper som James Webb romteleskop (JWST) og bakkebaserte teleskoper som det tretti meter teleskopet, det ekstremt store teleskopet og det gigantiske Magellan-teleskopet, astronomer vil være i stand til å karakterisere atmosfærene til eksoplaneter og bestemme om de virkelig er vannverdener eller planeter med kontinentale skorpe (som Jorden) ).
Disse samme teleskopene vil også tillate astronomer å søke etter biosignaturer i disse atmosfærene, noe som ikke bare vil bidra til å avgjøre om de er "potensielt beboelige", men "potensielt bebodd".
