Beyond the Goldilocks Zone:New Research on Potential for Extraterrestrial Life

Αυτό ήταν το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο διάγραμμα για την εξήγηση της κατοικήσιμης ζώνης. Εμφανίζεται η θερμοκρασία έναντι του αστεριού που ελήφθη. Στο διάγραμμα τοποθετούνται σημαντικοί εξωπλανήτες, συν τη Γη, την Αφροδίτη και τον Άρη. Πίστωση:Wikimedia Commons.

Η ζωή όπως ξέρουμε χρειάζεται υγρό νερό. Για να υπάρχει υγρό νερό σε έναν δεδομένο πλανήτη, πρέπει να βρίσκεται σε μια συγκεκριμένη περιοχή που ονομάζεται «κατοικήσιμη ζώνη» ή «ζώνη Goldilocks». Αυτή η ζώνη υπολογίζεται χρησιμοποιώντας το μέγεθος του αστεριού και την απόσταση μεταξύ του πλανήτη και του αστέρα.

Αλλά ίσως κάναμε λάθος.

Σε έρευνα που δημοσιεύτηκε αυτόν τον μήνα στο The Astrophysical Journal , ο αστροφυσικός Amri Wandel του Εβραϊκού Πανεπιστημίου της Ιερουσαλήμ προτείνει ότι το νερό σε υγρή μορφή θα μπορούσε να παραμείνει σε πολλούς κόσμους που εδώ και πολύ καιρό έχουν χαρακτηριστεί αφιλόξενοι, πολύ πέρα από τη ζώνη Goldilocks.

Με απλά λόγια, πολλοί περισσότεροι πλανήτες θα μπορούσαν να είναι κατοικήσιμοι.

Κλειδωμένο παλιρροιακά

Η κλασική κατοικήσιμη ζώνη χτίστηκε με γνώμονα τη Γη:ένας ταχέως περιστρεφόμενος πλανήτης που θερμαίνεται ομοιόμορφα από ένα αστέρι που μοιάζει με Ήλιο. Αλλά οι περισσότεροι από τους πλανήτες που έχουν ανακαλυφθεί μέχρι στιγμής περιστρέφονται γύρω από μικρότερα, ψυχρότερα αστέρια. Το πιο συνηθισμένο παράδειγμα είναι μια κατηγορία αστεριών που ονομάζονται Μ-νάνοι ή κόκκινοι νάνοι .

Ωστόσο, αυτό σημαίνει ότι πολλοί πλανήτες είναι «κλειδωμένοι παλιρροιακά» με το αστέρι τους. Όπως η Γη και το φεγγάρι, μόνο ένα μέγεθος είναι ορατό. Αυτό σημαίνει ότι το ένα ημισφαίριο είναι κλειδωμένο στο μόνιμο φως της ημέρας, το άλλο σε ατελείωτη νύχτα.

Για χρόνια, αυτή η ρύθμιση φαινόταν ζοφερή. Μια πλευρά της ημέρας που καίει και μια παγωμένη νύχτα δεν φαίνονται πολλά υποσχόμενα για ζωή.

Η ανάλυση του Wandel λέει μια διαφορετική ιστορία. Χρησιμοποιώντας ένα νέο κλιματικό μοντέλο, εξέτασε πώς κινείται η θερμότητα σε αυτούς τους κλειδωμένους κόσμους. Βρήκε ότι ακόμη και η μέτρια ατμοσφαιρική μεταφορά θερμότητας μπορεί να κρατήσει τμήματα της νυχτερινής πλευράς πάνω από το πάγο. Ουσιαστικά, το νερό σε υγρή μορφή θα μπορούσε να επιβιώσει ακόμα κι αν ο πλανήτης είναι πολύ πιο κοντά στο άστρο του από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.

Αυτό το μοντέλο υποστηρίζεται επίσης από πρόσφατες παρατηρήσεις. Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb ανίχνευσε πρόσφατα υδρατμούς και άλλα πτητικά αέρια γύρω από αρκετούς πλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τους νάνους Μ - πλανήτες που προηγουμένως θεωρούνταν απίθανο να διατηρήσουν τέτοιες ενώσεις.

Κάτω από την παγωμένη κρούστα

Η μελέτη ωθεί την κατοικήσιμη ζώνη και προς τις δύο κατευθύνσεις.

Πέρα από το εξωτερικό άκρο, όπου οι πλανήτες δέχονται λίγο αστρικό φως, το επιφανειακό νερό θα πρέπει να παγώσει. Αλλά ο Wandel επισημαίνει ότι το υγρό νερό δεν χρειάζεται απαραίτητα ηλιακό φως. Κάτω από παχιά στρώματα πάγου, η θερμότητα από το εσωτερικό ενός πλανήτη θα μπορούσε να λιώσει τους πάγους από κάτω, σχηματίζοντας λίμνες υποπαγετώνων ή ενδοπαγετώνων.

Αυτή η ιδέα έχει επίσης ισχυρά τοπικά προηγούμενα. Στο δικό μας ηλιακό σύστημα, το φεγγάρι του Δία Ευρώπη και το φεγγάρι του Κρόνου Εγκέλαδος κρύβουν ωκεανούς κάτω από παγωμένο φλοιό. Ο Άρης, επίσης, μπορεί να φιλοξενεί θύλακες υγρού νερού παγιδευμένους κάτω από τον πολικό πάγο του.

Οι υπολογισμοί του Wandel υποδηλώνουν ότι παρόμοια περιβάλλοντα θα μπορούσαν να υπάρχουν σε βραχώδεις εξωπλανήτες πολύ έξω από την κατοικήσιμη ζώνη του σχολικού βιβλίου. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το νερό θα ήταν κρυμμένο και όχι προφανές, αλλά θα εξακολουθεί να είναι δυνητικά διαθέσιμο για τη χημεία που σχετίζεται με τη ζωή.

Συνολικά, οι εσωτερικές και εξωτερικές προεκτάσεις αλλάζουν ριζικά τον τρόπο με τον οποίο οι αστρονόμοι αποφασίζουν ποιος κόσμος αξίζει την προσοχή. Αντί για ένα λεπτό δακτύλιο, η κατοικησιμότητα γίνεται μια ευρεία ζώνη, που ορίζεται από την ατμόσφαιρα, την κατανομή θερμότητας και την εσωτερική ενέργεια όσο και από την απόσταση από το αστέρι του.

Η μελέτη, ωστόσο, δεν ισχυρίζεται ότι αυτοί οι κόσμοι είναι ζωντανοί, ή ακόμη και φιλικοί προς τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε. Πολλοί παράγοντες παραμένουν αβέβαιοι, από την ατμοσφαιρική απώλεια κατά τη διάρκεια αστρικών εκλάμψεων μέχρι τη χημεία των θαμμένων ωκεανών. Αλλά χαλαρώνοντας άκαμπτες υποθέσεις, η εργασία διευρύνει το εύρος των περιβαλλόντων που αξίζει να διερευνηθούν.

Σε έναν γαλαξία γεμάτο κυρίως με μικρά, δροσερά αστέρια, αυτή η επέκταση έχει σημασία. Υποδηλώνει ότι τα συστατικά για το υγρό νερό (και ίσως για τη ζωή) μπορεί να είναι πολύ πιο κοινά πιστεύαμε.