Noi idei despre ceea ce face o planetă locuibilă ar putea remodela căutarea vieții

Când se gândesc unde să caute viața extraterestră, astronomii au rămas în cea mai mare parte cu ceea ce este familiar. Cele mai bune candidate pentru planete locuibile sunt considerate cele mai asemănătoare Pământului: mici, stâncoase, cu atmosfere respirabile și o cantitate bună de căldură de la stelele lor.

Dar pe măsură ce au fost descoperite mai multe planete în afara sistemului solar, astronomii au dezbătut utilitatea acestei definiții (SN: 10/4/19). Unele planete din așa-numita zonă locuibilă, unde temperaturile sunt potrivite pentru apa lichidă, probabil că nu sunt deloc bune pentru viață. Alții din afara acelei zone desemnate ar putea fi perfect confortabili.

Acum, două studii propun revizuirea conceptului de „zonă locuibilă” pentru a lua în considerare mai multe planete pe care astronomii le pot întâlni în cosmos. O nouă definiție aduce mai multe planete în pliul locuibil; celălalt îi ghiont pe unii afară.

„Ambele lucrări se concentrează pe chestionarea ideii clasice a zonei locuibile”, spune astronomul Noah Tuchow de la Universitatea Penn State. „Ar trebui să extindem gama de locuri în care ne uităm, astfel încât să nu pierdem planetele locuibile.”

Unele planete trecute cu vederea ar putea fi mult mai mari decât Pământul și ar putea să nu primească deloc lumina stelară. Astrofizicianul Nikku Madhusudhan de la Universitatea din Cambridge și colegii săi propun o nouă categorie de planete posibil locuibile care ar putea fi găsite la aproape orice distanță de orice tip de stea.

Aceste planete ipotetice au un ocean global de apă lichidă, amplasat sub o atmosferă groasă, bogată în hidrogen (SN: 5/4/20). Madhusudhan le numește planete „Hycean”, pentru „hidrogen” și „ocean”. Ele ar putea fi de până la 2,6 ori mai mari decât Pământul și de până la 10 ori mai masive, anunță Madhusudhan și colegii săi pe 25 august. Jurnalul de astrofizică. Acea atmosferă groasă ar putea menține temperaturile potrivite pentru apa lichidă chiar și cu aportul minim de la o stea, în timp ce oceanul ar putea proteja orice viu de presiunea atmosferică zdrobitoare.

„Vrem să ne extindem dincolo de paradigma noastră fixată până acum pe planete asemănătoare Pământului”, spune Madhusudhan. „Tot ce am învățat până acum despre exoplanete este extrem de divers. De ce să ne restrângem când vine vorba de viață?”

În căutarea vieții extraterestre, planetele Hycean ar avea mai multe avantaje față de planetele stâncoase din zona locuibilă, spune echipa. Deși este dificil de spus ce lumi au cu siguranță oceane și atmosfere cu hidrogen, există mult mai multe exoplanete cunoscute în intervalele de masă și temperatură ale planetelor Hycean decât planete asemănătoare Pământului. Deci, șansele sunt bune, spune Madhusudhan.

Și pentru că sunt în general mai mari și au atmosfere mai extinse decât planetele stâncoase, planetele Hycean sunt mai ușor de sondat pentru semne biologice, semne moleculare de viață. Biosemnăturile detectabile de pe planetele Hycean ar putea include molecule rare asociate cu viața pe Pământ, cum ar fi sulfura de dimetil și sulfura de carbonil. Acestea tind să fie prea scăzute în concentrație pentru a fi detectate în atmosfere subțiri asemănătoare Pământului, dar atmosferele Hycean mai groase le-ar arăta mai ușor.

Cel mai bine, telescoapele existente sau planificate ar putea detecta acele molecule în câțiva ani, dacă sunt acolo. Madhusudhan are deja planuri să folosească telescopul spațial James Webb al NASA, care urmează să fie lansat în cursul acestui an, pentru a observa planeta bogată în apă K2 18b (SN: 9/11/19).

Habitabilitatea acelei planete a fost dezbătută când a fost raportată în 2019. Madhusudhan spune că 20 de ore de observații cu JWST ar trebui să rezolve dezbaterea.

„În cel mai bun scenariu, vom detecta viața pe K2 18b”, spune el, deși „nu îmi țin respirația”.

Astronomul Laura Kreidberg de la Institutul Max Planck pentru Astronomie din Heidelberg, Germania, crede că probabil că nu va fi atât de ușor. Planetele din intervalul de dimensiuni Hycean tind să aibă atmosfere tulbure sau tulbure, ceea ce face biosemnăturile mai dificil de preluat.

De asemenea, nu este clar dacă planetele Hycean există într-adevăr în natură. „Este o idee cu adevărat distractivă”, spune ea. „Dar este doar o idee distractivă sau se potrivește cu realitatea? Cred că încă nu știm absolut.”

În loc să inventeze o nouă modalitate de a aduce exoplanete în familia locuibilă, Tuchow și colegul astronom din Penn State Jason Wright dau afară câteva planete aparent locuibile. Perechea și-a dat seama că regiunea temperaturilor clemente din jurul unei stele se schimbă pe măsură ce steaua evoluează și își schimbă luminozitatea.

Unele planete se nasc în zona locuibilă și rămân acolo toată viața. Dar unii, probabil cei mai mulți, se nasc în afara zonei locuibile a stelei și intră în ea mai târziu, pe măsură ce steaua îmbătrânește. În august Note de cercetare ale Societății Americane de AstronomieTuchow și Wright sugerează numirea acestor lumi „planete locuibile cu întârziere”.

Când astronomii își îndreaptă telescoapele către o stea dată, oamenii de știință văd doar un instantaneu al zonei de locuit a stelei, spun cei doi. „Dacă te uiți doar la o planetă din zona locuibilă în zilele noastre, nu ai idee de cât timp a fost acolo”, spune Tuchow. Este o întrebare deschisă dacă planetele care intră în zona locuibilă mai târziu în viață pot deveni vreodată locuibile, explică el. Dacă planeta ar fi început prea aproape de stea, și-ar fi putut pierde toată apa din cauza efectului de seră, așa cum a făcut Venus. Mutarea lui Venus în poziția Pământului nu îi va da apa înapoi.

La celălalt capăt, o planetă care s-a născut mai departe de stea sa ar putea fi acoperită în întregime de ghețari, care reflectă lumina soarelui. S-ar putea să nu se topească niciodată, chiar și atunci când stelele lor se strălucesc. Mai rău, apa lor ar putea trece direct de la înghețat la evaporat, un proces cunoscut sub denumirea de sublimare. Acest scenariu ar lăsa planeta fără timp chiar și cu o băltoacă umedă confortabilă în care să înceapă viața.

Aceste planete sunt „încă în zona locuibilă”, spune Tuchow. „Dar adaugă întrebări despre dacă a fi sau nu în zona locuibilă înseamnă de fapt locuibil.”