Posljednjih desetljeća astronomi su otkrili mnoge planete za koje vjeruju da su u prirodi "nalik Zemlji", što znači da se čine zemaljskim (tj. Stjenovitim) i orbitiraju na njihovim zvijezdama na pravoj udaljenosti kako bi podržali postojanje tekuće vode na njihovim površinama , Nažalost, nedavna istraživanja pokazuju da su mnogi od ovih planeta u stvari "vodeni svjetovi", gdje voda čini značajan udio mase planeta.
Činilo se da to znanstvenoj zajednici ukazuje na to da ti svjetovi ne mogu dugo ostati useljivi, jer neće moći podržati cikličku obradu minerala i plinova koji održavaju klimu stabilnom na Zemlji. Međutim, prema novoj studiji tima istraživača sa Sveučilišta u Chicagu i Državnog sveučilišta Pennsylvania, ti bi "vodeni svjetovi" mogli biti useljiviji nego što mislimo.
Nedavno se pojavila njihova studija pod nazivom „Stanovništvo vodenih svjetova egzoplaneta“ The Astrophysical Journal, Studiju je vodio Edwin S. Kite, docent s katedre za geofizičke znanosti na Sveučilištu u Chicagu; i Eric B. Ford, profesor Centra za egzoplanete i nastanjive svjetove Državnog sveučilišta Pennsylvania, Instituta za kibernauku i Državnog istraživačkog centra za astrobiologiju države Pennsylvania.
Za svoju studiju, Kite i Ford konstruirali su modele za stjenovite planete koji su imali mnogostruku vodu od Zemlje, uzimajući u obzir kako će se temperatura i kemija oceana razvijati u razdoblju od više milijardi. Svrha toga bila je riješiti neke dugoročne pretpostavke kada je u pitanju planetarno stanište. Najvažnije među njima je da planeti moraju imati slične uvjete kao i Zemlja kako bi podržali život tijekom dužih vremenskih razdoblja.
Na primjer, planeta Zemlja je uspjela održavati stabilne temperature tijekom dugog vremenskog razdoblja povlačenjem stakleničkih plinova u minerale (što dovodi do globalnog hlađenja) i zagrijavanje ispuštanjem stakleničkih plinova putem vulkana. Takav postupak ne bi bio moguć u vodenim svjetovima, gdje se cijela površina (pa čak i značajan masni udio) planeta sastoji od vode.
Na tim bi svjetovima voda spriječila apsorpciju ugljičnog dioksida u stijenama i suzbila vulkansku aktivnost. Da bi se pozabavili tim problemom, Kite i Ford uspostavili su simulaciju s tisućama nasumično generiranih planeta i pratili evoluciju njihovih klimata tijekom vremena. Otkrili su da će vodeni svjetovi i dalje biti u stanju održavati temperaturnu ravnotežu milijardama godina. Kao što je Kite objasnio u nedavnom priopćenju za medije UChicago News:
"Ovo se stvarno gura natrag prema ideji da vam treba kloni Zemlje - tj. Planeti s nešto zemlje i plitkim oceanom ... Iznenađenje je bilo da mnogi od njih ostanu stabilni više od milijardu godina, samo srećom izvlačenja. Naše najbolje pretpostavljamo da je to poredak od 10 posto njih. "
Za ove planete, koji se nalaze na pravoj udaljenosti od njihovih zvijezda, simulacije su ukazivale na postojanje prave količine ugljika. I dok nisu imali dovoljno minerala i elemenata iz kore otopljene u oceanima da bi izvukli ugljik iz atmosfere, imali su dovoljno vode da cikliraju ugljik između atmosfere i oceana. Ovaj je postupak očito bio dovoljan da održi klimu stabilnom tijekom nekoliko milijardi godina.
"Koliko planeta u osnovi ovisi o ugljičnom dioksidu i kako je rano bila podijeljena između oceana, atmosfere i stijena", rekao je Kite. "Čini se da postoji način da dugoročno održi planetu za život bez geokemijskog biciklizma kakav vidimo na Zemlji."
Simulacije su se temeljile na planetima koji kruže oko zvijezda poput naše zvijezde - zvijezde G-tipa (žuti patuljak) - ali rezultati su bili optimistični i za zvijezde M-tipa (crveni patuljak). Posljednjih godina astronomi su utvrdili da ti sustavi obećavaju poticanje života zbog svoje prirodne dugovječnosti i načina na koji oni polako postaju svjetliji - što životu daje puno dulje da nastane.
Iako su crveni patuljci također poznati po tome što su promjenjivi i nestabilni u usporedbi s našim Suncem, što rezultira brojnim bakljama koje bi mogle oduzeti atmosferu planeta daleko, činjenica da je okeanski svijet bio sposoban unositi dovoljno ugljika da održi atmosferu na stalnoj temperaturi ohrabrujući. Pod pretpostavkom da neki od planeta u orbiti crvenih patuljaka imaju zaštitnu magnetosferu, također bi mogli dugoročno održavati uvjete za život.
Posljednjih je godina otkriće egzoplaneta usmjerilo fokus istraživanja egzoplaneta na pomicanje s detekcije na karakterizaciju. To je zauzvrat uzrokovalo da znanstvenici počinju spekulirati o vrstama uvjeta pod kojima bi život mogao nastajati i napredovati. Iako je pristup „voća sa niskim visećim plodom“ još uvijek osnovno sredstvo koje znanstvenici koriste kako bi pronašli potencijalno naseljene planete - gdje znanstvenici traže planete sa sličnim uvjetima kao i Zemlja - jasno je da postoje druge mogućnosti.
U narednim godinama, primjenom svemirskih teleskopa poput James Webb svemirski teleskop (JWST) i zemaljski teleskopi poput teleskopa 30 metara, ekstremno velikog teleskopa i teleskopa velikana Magellan, astronomi će moći karakterizirati atmosferu egzoplaneta i utvrditi jesu li to zaista vodeni svjetovi ili planeti s kontinentalnim kore (poput Zemlje ).
Ti isti teleskopi će također omogućiti astronomima da traže biosignature u tim atmosferama, što će ne samo pomoći da utvrde da li su „potencijalno useljivi“, nego „potencijalno naseljeni“.
