Najbliži stjenoviti egzoplaneti mogli bi podržati život

Umjetnički koncept stjenovite super-Zemlje Proxima-b, najbližeg egzoplaneta našem Sunčevom sustavu, koji orbitira oko zvijezde crvenog patuljaka Proxime Centauri. Takvi potencijalno useljivi stjenoviti planeti koji kruže oko zvijezda crvenih patuljaka možda će i dalje moći podržati život usprkos intenzivnim razinama UV zračenja. Slika putem ESO / M. Kornmesser.

Do sada je otkriveno oko 4.000 egzoplaneta - koji orbitiraju oko udaljenih zvijezda. Oni se kreću od vrućih plinskih divova većih od Jupitera do manjih stjenovitih svjetova poput Zemlje. To je dovoljno uzbudljivo samo po sebi, ali jedno je od glavnih pitanja koliko bi od tih planeta moglo biti naseljeno . Ovo je posebno važno s obzirom na stjenovite egzoplanete koji kruže u obitavajućim zonama obližnjih zvijezda, jer su neke od njih najlakše proučiti. Jedan od problema je, međutim, što većina poznatih planeta orbitira oko zvijezda crvenog patuljaka (M patuljak) - najčešći tip zvijezde u galaksiji - koji emitiraju vrlo visoke razine UV zračenja. Ovo visokoenergetsko zračenje sugerira da bi životu moglo biti teško evoluirati na takvim svjetovima.

Ali sada novo istraživanje sa sveučilišta Cornell Lise Kaltenegger i Jacka O'Malley-Jamesa čini slučaj da je život doista mogao već preživjeti u tako ekstremnim okruženjima. Rad se usredotočuje na četiri najbliže potencijalno obitavajuće stjenovite egzoplanete: Proxima-b, TRAPPIST-1e, Ross-128b i LHS-1140b, od kojih sve u orbitu isparljive crvene patuljaste zvijezde. Novi recenzirani rad objavljen je 9. travnja 2019. u Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

Intenzivno zračenje zvijezda crvenih patuljaka smatralo se preprekom da se život razvije na bilo kojem inače obitavajućem planetu koji ih okruživa, jer to zračenje može uništiti biološke molekule. Ali to možda nije uvijek tako. U novom radu Kaltenegger i O'Malley-James iznose argument da bi život na planetama u orbiti oko crvenih patuljaka i dalje trebao biti moguć, jer je život na Zemlji evoluirao od organizama koji su podnosili još veću količinu zračenja od ranog sunca od nekih obližnjih crvenih patuljaka iskustvo planeta:

S obzirom da je rana Zemlja bila naseljena, pokazujemo da UV zračenje ne bi trebalo biti ograničavajući faktor stambenosti planeta koji kruže oko M zvijezda. Naši najbliži susjedni svjetovi ostaju intrigantni ciljevi u potrazi za životom izvan našeg Sunčevog sustava.

Kako bi odredili vjerojatnost ranog života na zvijezdama M, Kaltenegger i O'Malley-James koristili su računalne modele za simulaciju površinskog zračenja sva četiri od tih najbližih egzoplaneta. Učinak zračenja može se procijeniti iako su još nepoznati drugi specifični uvjeti na ovim planetima, povezani s temperaturom, atmosferskim sastavom itd.

Stvorili su modele koji prikazuju niz mogućih scenarija za četiri planeta, od onih s atmosferom sličnim današnjim Zemljim do eroded i anoksične (nedostaje kisika) atmosfere. Eksoplaneti s vrlo tankom atmosferom ne bi dobro blokirali UV zračenje. Isto tako, oni bez zaštitnog ozona ne bi zaštitili svoje površine od UV zraka. Kaltenegger i O Malley-James tada su svoje modele egzoplaneta uspoređivali s modelima Zemlje, od početka svoje povijesti do danas.

Umjetnikova koncepcija površine Proxima-b. Može li ovaj najbliži i potencijalno naseljeni planet zapravo podržavati život? Slika putem ESO-a.

Ono što su pronašli bilo je zanimljivo. Iako su te planete - četiri najbliže Zemlji potencijalno useljivih stjenovitih egzoplaneta - primale više zračenja nego što ih ima Zemlja sada, količina zračenja je zapravo znatno manja nego što je Zemlja primila prije 3, 9 milijardi godina, kada se život još formirao. Jasno, ako je rana Zemlja doživjela još oštrije zračenje, a život je i dalje uspio evoluirati i procvjetati ovdje, šanse za život na nekim od tih drugih svjetova mogu biti veće nego što se pretpostavljalo.

Drugi aspekt svega toga je da su neke studije pokazale da je UV zračenje zapravo potrebno da bi se život započeo na Zemlji. Možda bi isto moglo biti i za ostale svjetove okupane zračenjem, ako količina zračenja nije pretjerano velika, jer emisija zračenja varira od zvijezde do zvijezde.

Istraživači su pokušali procijeniti životnu sposobnost planeta različitom brzinom priljeva radijacije. Da bi to učinili, proučavali su stope smrtnosti na različitim UV talasnim duljinama ekstremofilskog organizma Deinococcus radiodurans, jednog od najotrovnijih mikroskopskih mikroorganizama otpornih na zračenje. Kao što se moglo očekivati, različite količine zračenja dale su različite rezultate, kako su naveli Kaltenegger i O Malley-James:

Doziranje UV zračenja na 360 [nanometara] trebalo bi biti tri reda veće od doze zračenja na 260 [nanometara] da bi se postigla slična stopa smrtnosti u populaciji ovog organizma.

Pogledajte veći. | Umjetnikov koncept sedam planeta Zemlje u planetarnom sustavu TRAPPIST = 1. TRAPPIST-1e je još jedan od najbližih stjenovitih planeta koji orbitira oko zvijezde crvenog patuljaka, a koji će možda moći podržati život. Slika putem ESO-a.

S ovom novom studijom, istraživači predstavljaju dobar slučaj zašto potencijalno obitavajuće planete u orbiti crvenih patuljastih zvijezda ne moraju nužno biti isključene za život na temelju UV zračenja koje dobivaju - a čini se da Zemljina povijesna povijest to podržava. Kao što je O'Malley-James rekao:

Povijest života na Zemlji pruža nam obilje informacija o tome kako biologija može prevladati izazove okoline za koje bismo smatrali da su neprijateljske.

Kao što je Kaltenegger također napomenuo, ovi svjetovi i drugi slični obližnji planeti i dalje su od velikog interesa za znanstvenike koji traže dokaze o životu drugdje:

Naše istraživanje pokazuje da, u potrazi za životom na drugim svjetovima, naši najbliži svjetovi fascinantni su ciljevi koje treba istražiti.

Dno crta: Možda se čini logičnim da će planete na orbiti oko zvijezda crvenih patuljaka imati manje vjerojatnosti za život zbog ogromnih količina UV zračenja koje mogu primiti, no ova nova studija pruža neke dobre razloge zbog kojih još uvijek možemo biti optimistični u pronalaženju nekih naseljenih svjetovi oko njih - čak i ako je taj život samo nešto poput Deinococcus radiodurans .

Izvor: Lekcije iz rane Zemlje: UV zračenje površine ne bi trebalo ograničiti iskoristivost aktivnih sustava M zvijezda

Preko Cornellove kronike