Per pastaruosius kelis dešimtmečius mūsų galaktikoje buvo aptikta tūkstančiai papildomų saulės planetų. Nuo 2018 m. Liepos 28 d. 2814 planetų sistemose iš viso buvo patvirtintos 3 374 ne Saulės planetos. Nors didžioji dalis šių planetų buvo dujų milžinai, vis daugiau jų buvo sausumos (t. Y. Uolų) pobūdžio ir buvo nustatyta, kad jie skrieja jų žvaigždžių atitinkamose gyvenamosiose zonose (HZ).
Tačiau, kaip rodo Saulės sistemos atvejis, HZ nebūtinai reiškia, kad planeta gali palaikyti gyvybę. Nepaisant to, kad Venera ir Marsas yra vidiniame ir išoriniame Saulės HZ kraštuose (atitinkamai), nė viena iš jų negali palaikyti gyvybės jos paviršiuje. Visą laiką atradus daugiau potencialiai gyvenamas planetas, naujas tyrimas rodo, kad galbūt laikas patikslinti mūsų gyvenamųjų zonų apibrėžimą.
Neseniai internete pasirodė tyrimas pavadinimu „Išsamesnė gyvenamoji zona, leidžianti rasti gyvybę kitose planetose“. Tyrimą atliko dr. Ramsesas M. Ramirezas, Tokijo technologijos instituto Žemės gyvybės mokslo instituto mokslininkas. Daugelį metų dr. Ramirez dalyvavo tyrinėjant potencialiai tinkamus gyventi pasaulius ir kuriant klimato modelius, kad būtų galima įvertinti procesus, dėl kurių planetos tampa gyvenamomis.
Kaip savo tyrime nurodė daktaras Ramirezas, labiausiai paplitusi gyvenamosios zonos apibrėžtis yra apskritimo sritis aplink žvaigždę, kur paviršiaus orbitoje esančio kūno temperatūra būtų pakankama, kad vanduo būtų skystas. Tačiau vien tai nereiškia, kad planeta yra tinkama gyventi, ir norint atsižvelgti į tai, ar ten tikrai galėjo egzistuoti gyvybė, reikia atsižvelgti į papildomus argumentus. Kaip el. Paštu dr. Ramirez pasakojo „Space Magazine“:
„Populiariausias HZ įsikūnijimas yra klasikinis HZ. Šis klasikinis apibrėžimas daro prielaidą, kad svarbiausios šiltnamio efektą sukeliančios dujos potencialiai gyvenamose planetose yra anglies dioksidas ir vandens garai. Taip pat daroma prielaida, kad tokiose planetose gyvybingumą palaiko karbonato-silikato ciklas, kaip tai daroma Žemėje. Mūsų planetoje karbonato-silikato ciklą maitina plokštelinė tektonika.
„Karbonato-silikato ciklas reguliuoja anglies dioksido pernešimą tarp žemės atmosferos, paviršiaus ir vidaus. Jis ilgą laiką veikia kaip planetinis termostatas ir užtikrina, kad atmosferoje nėra per daug CO2 (planeta perkaista) arba per mažai (planeta per šalta). Klasikinis HZ taip pat (paprastai) daro prielaidą, kad gyvenamosiose planetose yra viso vandens atsargų (pvz., Viso vandenynų ir jūrų vandens), panašaus dydžio kaip Žemėje.
Tai galima vadinti „žemai kabančių vaisių“ metodu, kai mokslininkai ieškojo tinkamumo gyventi požymių, remdamiesi tuo, ką mes, kaip žmonės, geriausiai pažįstame. Atsižvelgiant į tai, kad vienintelis mūsų pritaikomumo pavyzdys yra planeta Žemė, egzoplanetų tyrimai buvo sutelkti į planetas, kurios yra „panašios į žemę“ savo sudėtimi (t. Y. Uolėta), orbita ir dydžiu.
Tačiau pastaraisiais metais šiam apibrėžimui iškilo iššūkis naujesniuose tyrimuose. Kadangi egzoplanetos tyrimai nutolo ne tik aptikti ir patvirtinti kūnus, esančius aplink kitas žvaigždes, ir pereiti prie apibūdinimo, atsirado naujesnių HZ formulių, kurios bandė užfiksuoti potencialiai apgyvendinamų pasaulių įvairovę.
Kaip paaiškino daktaras Ramirezas, šios naujesnės kompozicijos papildė tradicines HZ sąvokas manydamos, kad apgyvendinamų planetų atmosferos sudėtis gali būti skirtinga:
„Pavyzdžiui, jie apsvarsto papildomų šiltnamio efektą sukeliančių dujų, tokių kaip CH4 ir H2, įtaką, kurios abi buvo laikomos svarbiomis ankstyvosiose sąlygose tiek Žemėje, tiek Marse. Pridėjus šias dujas, gyvenamoji zona tampa platesnė, nei būtų galima numatyti klasikiniame HZ apibrėžime. Tai puiku, nes manoma, kad planetos, esančios už HZ ribų, pavyzdžiui, TRAPPIST-1h, gali būti joje. Taip pat buvo teigiama, kad planetos, turinčios tankią CO2-CH4 atmosferą šalia karštesnių žvaigždžių HZ išorinio krašto, gali būti apgyvendintos, nes sunku išlaikyti tokią atmosferą be gyvybės. “
Vieną tokių tyrimų atliko dr. Ramirez ir Lisa Kaltenegger, Kornelio universiteto Carlo Sagano instituto docentė. Remiantis jų parengtu dokumentu, kuris pasirodė 2017 m Astrofizinių žurnalų laiškai,egzoplanetų medžiotojai galėjo rasti tokias planetas, kurios vieną dieną taptų gyvenamomis dėl vulkaninio aktyvumo, kurias būtų galima pastebėti dėl vandenilio dujų (H2) jų atmosferoje.
Ši teorija yra natūralus „į žemę panašių“ sąlygų paieškos pratęsimas, pagal kurią Žemės atmosfera ne visada buvo tokia, kokia yra šiandien. Iš esmės planetų mokslininkai teoretuoja, kad prieš milijardus metų ankstyvojoje Žemės atmosferoje buvo gausus vandenilio dujų (H2) dėl to, kad šioje atmosferoje išsiskyrė ugnikalnis ir dėl vandenilio ir azoto molekulių sąveikos Žemė buvo pakankamai šilta, kad galėtų vystytis gyvybė.
Žemės atveju šis vandenilis ilgainiui išsiveržė į kosmosą, kaip manoma, kad taip yra visose sausumos planetose. Tačiau planetoje, kurioje yra pakankamas vulkaninio aktyvumo lygis, atmosferoje būtų galima išlaikyti vandenilio dujas, tokiu būdu sukuriant šiltnamio efektą, kuris jų paviršius palaikytų šiltą. Šiuo atžvilgiu vandenilio dujų buvimas planetos atmosferoje gali išplėsti žvaigždės HZ.
Anot Ramirezo, yra ir laiko faktorius, į kurį paprastai neatsižvelgiama vertinant HZ. Trumpai tariant, žvaigždės ilgainiui evoliucionuoja ir išskiria skirtingą radiacijos lygį, atsižvelgiant į jų amžių. Tai keičia vietą, kur pasiekia žvaigždės HZ, kuri gali neapimti planetos, kuri šiuo metu tiriama. Kaip paaiškino Ramirezas:
„Neįrodyta, kad M-nykštukai (iš tikrųjų šaunios žvaigždės) yra tokie ryškūs ir karšti, kai jie susiformuoja, kad jie gali išnaikinti bet kokias jaunas planetas, kurios vėliau pasirodo esančios klasikiniame HZ. Tai pabrėžia faktą, kad vien todėl, kad planeta šiuo metu yra gyvenamojoje zonoje, dar nereiškia, kad ji iš tikrųjų gyvenama (jau nekalbant apie apgyvendintą). Turėtume mokėti stebėti šiuos atvejus.
Galiausiai iškyla klausimas, kokių žvaigždžių sistemos astronomai stebėjo medžiodami egzoplanetas. Nors daugelyje tyrimų buvo ištirta G tipo geltonoji nykštukė žvaigždė (kokia yra mūsų Saulė), daug tyrimų buvo sutelkta į vėlyvosios M tipo (raudonosios nykštukės) žvaigždes dėl jų ilgaamžiškumo ir dėl to, kad, jų manymu, labiausiai tikėtina vieta rasti uolėtas planetas, kurios skrieja per jų žvaigždžių HZ.
„Kadangi dauguma ankstesnių tyrimų buvo sutelkti į vienos žvaigždės sistemas, naujausi darbai rodo, kad gyvenamose planetose gali būti dvejetainių žvaigždžių sistemose ar net raudonųjų milžiniškų ar baltųjų nykštukių sistemose, potencialiai gyvenamosios planetos taip pat gali būti dykumų pasaulių ar net vandenynų pasaulių pavidalu. yra daug drėgnesni už Žemę “, - sako Ramirezas. „Tokios formuluotės ne tik smarkiai išplečia potencialiai tinkamų gyventi planetų parametrų erdvę, bet ir leidžia mums išfiltruoti pasaulius, kuriuose labiausiai (ir mažiausiai) tikėtina, kad gyvena šeimininkai.
Pabaigoje šis tyrimas rodo, kad klasikinis HZ nėra vienintelis įrankis, kurį galima naudoti norint įvertinti nežemiškos gyvybės galimybę. Taigi „Ramirez“ rekomenduoja, kad ateityje astronomai ir egzoplanetų medžiotojai turėtų papildyti klasikinį HZ papildomais svarstymais, kuriuos iškėlė šios naujesnės formuluotės. Tai darydami, jie tiesiog gali maksimaliai padidinti savo galimybes susirasti gyvenimą kada nors.
„Aš rekomenduoju mokslininkams atkreipti ypatingą dėmesį į ankstyvuosius planetų sistemų etapus, nes tai padeda nustatyti tikimybę, kad planeta, kuri šiuo metu yra šiandieninėje gyvenamojoje zonoje, iš tikrųjų yra verta toliau mokytis, kad gautų daugiau gyvybės įrodymų“, - sakė jis. „Aš taip pat rekomenduoju naudoti įvairius HZ apibrėžimus kartu, kad galėtume geriausiai nustatyti, kurios planetos gyvena greičiausiai. Tokiu būdu mes galime surūšiuoti šias planetas ir nustatyti, kurioms iš jų skirti didžiąją dalį savo teleskopo laiko ir energijos. Be to, mes taip pat išbandytume, ar teisinga yra HZ koncepcija, taip pat nustatydami, koks universalus yra karbonato-silikato ciklas kosminiu mastu. “
