V posledních desetiletích objevili astronomové mnoho planet, o nichž se domnívají, že jsou v přírodě „podobné Zemi“, což znamená, že se zdají být pozemské (tj. Skalnaté) a obíhají své hvězdy ve správné vzdálenosti, aby podpořily existenci tekuté vody na jejich povrchu. . Nedávný výzkum bohužel ukázal, že mnoho z těchto planet může být ve skutečnosti „vodními světy“, kde voda tvoří podstatnou část hmoty planety.
Vědecké komunitě to podle všeho naznačuje, že tyto světy nemohou zůstat obyvatelné po velmi dlouhou dobu, protože nebudou schopny podporovat cyklování minerálů a plynů, které udržuje klima na Zemi stabilní. Podle nové studie týmu vědců z University of Chicago a Pennsylvánské státní univerzity by však tyto „vodní světy“ mohly být obyvatelnější, než si myslíme.
Jejich studie s názvem „Habitability exoplanetových vodních světů“ se nedávno objevila v roce 2007 Astrofyzikální deník. Studii provedl Edwin S. Kite, docent na Katedře geofyzikálních věd na University of Chicago; a Eric B. Ford, profesor Centra pro exoplanety a obyvatelné světy Pennsylvania State University, Institute for CyberScience a Pennsylvania State Astrobiology Research Center.
Kite a Ford pro svou studii vytvořili modely pro skalnaté planety, které měly mnohonásobně vodu Země, s přihlédnutím k tomu, jak se bude teplota a chemie oceánu vyvíjet v průběhu více miliard miliard. Účelem toho bylo vyřešit některé dlouhodobé předpoklady, pokud jde o planetární obývatelnost. Mezi nimi je především to, že planety musí mít podobné podmínky jako Země, aby mohly podporovat život po dlouhou dobu.
Například planeta Země byla schopna udržet stabilní teploty po dlouhou dobu tím, že do skleníkových plynů vtáhla skleníkové plyny (což vedlo ke globálnímu ochlazení) a zahřálo se uvolněním skleníkových plynů přes sopky. Takový proces by nebyl možný ve vodních světech, kde celý povrch (a dokonce i významný hmotnostní zlomek) planety sestává z vody.
V těchto světech by voda zabránila absorpci oxidu uhličitého horninami a potlačila vulkanickou aktivitu. Aby to vyřešili, Kite a Ford vytvořili simulaci s tisíci náhodně generovaných planet a sledovali vývoj svých klimatických podmínek v průběhu času. Zjistili, že vodní světy budou stále schopny udržovat teplotní rovnováhu po miliardy let. Jak vysvětlil Kite v nedávné tiskové zprávě UChicago News:
"To opravdu tlačí zpět proti myšlence, že potřebujete klon Země - to je planeta s nějakou zemí a mělkým oceánem ... Překvapením bylo, že mnoho z nich zůstalo stabilní po více než miliardu let, jen díky štěstí ze žrebování." Náš nejlepší odhad je, že je na objednávce 10 procent z nich. “
Pro tyto planety, které jsou ve správné vzdálenosti od jejich hvězd, simulace naznačily, že bylo přítomno správné množství uhlíku. A zatímco neměli dostatek minerálů a prvků z kůry rozpuštěné v oceánech, aby vytáhli uhlík z atmosféry, měli dostatek vody, aby mohli cyklovat uhlík mezi atmosférou a oceánem. Tento proces zřejmě stačil k tomu, aby se klima udrželo stabilně po dobu několika miliard let.
"Kolik času planeta v zásadě závisí na oxidu uhličitém a na tom, jak je v prvních letech rozdělena mezi oceán, atmosféru a horniny," řekl Kite. "Zdá se, že existuje způsob, jak udržet planetu dlouhodobě obyvatelnou bez geochemického cyklování, které vidíme na Zemi."
Simulace byly založeny na planetách obíhajících kolem hvězd, jako jsou naše vlastní - hvězdy typu G (žluté trpasličí) - výsledky však byly optimistické i pro hvězdy typu M (červené trpaslíky). V posledních letech astronomové určili, že tyto systémy slibují podporu života kvůli jejich přirozené dlouhověkosti a tomu, jak se v průběhu času zesvětlují - což dává životu mnohem déle se objevit.
Zatímco červení trpaslíci jsou také známí tím, že jsou ve srovnání s naším sluncem proměnliví a nestabilní, což má za následek četné světlice, které by mohly zbavit atmosféru planety pryč, skutečnost, že oceánský svět by byl schopen cyklizovat dostatek uhlíku, aby udržel atmosféru na stabilní teplotě, je povzbudivý. Za předpokladu, že některé z planet obíhajících kolem červených trpaslíků mají ochrannou magnetosféru, mohli by také být schopni dlouhodobě udržovat životní podmínky.
V posledních letech způsobila řada exoplanetových objevů zaměření exoplanetových studií na posun od detekce k charakterizaci. To zase vedlo vědce k tomu, aby začali spekulovat o druzích podmínek, za kterých by se život mohl objevit a prosperovat. I když přístup „ovoce s nízkým visením“ je stále hlavním prostředkem, který vědci používají k nalezení potenciálně obyvatelných planet - kde vědci hledají planety, které mají podobné podmínky jako Země - je zřejmé, že existují i jiné možnosti.
V příštích letech, s rozmístěním vesmírných dalekohledů, jako je James Webb Space Telescope (JWST) a pozemní dalekohledy jako je třicetimetrový dalekohled, extrémně velký dalekohled a obrovský Magellanův dalekohled, budou astronomové schopni charakterizovat atmosféru exoplanet a určit, zda se skutečně jedná o vodní světy nebo planety s kontinentálními krustami (jako je Země) ).
Stejné dalekohledy také umožní astronomům hledat biologické podpisy v těchto atmosférách, což nejen pomůže určit, zda jsou „potenciálně obyvatelné“, ale „potenciálně obydlené“.
