Nuo Keplerio kosminis teleskopas buvo paleistas į kosmosą, žinomų planetų, esančių už mūsų Saulės sistemos (egzoplanetų), skaičius išaugo eksponentiškai. Šiuo metu 3918 planetų yra patvirtinti 2 988 žvaigždžių sistemose, o 3 368 laukia patvirtinimo. Iš jų apie 50 orbitų, esančių jų žvaigždės apvalioje žvaigždžių gyvenamojoje zonoje (dar vadinama „Goldilocks Zone“), atstumu, kuriuo skystas vanduo gali egzistuoti planetos paviršiuje.
Tačiau naujausi tyrimai iškėlė galimybę, kad laikome gyvenamąja zona yra per daug optimistiška. Remiantis neseniai internete pasirodžiusiu tyrimu, pavadinimu „Ribota gyvenamoji zona sudėtingam gyvenimui“, gyvenamosios zonos gali būti daug siauresnės, nei manyta iš pradžių. Šie radiniai gali turėti drastišką poveikį planetų, kurias mokslininkai laiko „potencialiai gyvenamomis“, skaičiui.
Tyrimui vadovavo Edvardas W. Schwietermanas, NASA podoktorantūros programos bendradarbis iš Kalifornijos universiteto, Riverside, ir tyrime dalyvavo Alternatyviųjų žemių komandos (NASA Astrobiologijos instituto dalis), „Nexus for Exoplanet System Science“ (NExSS) tyrėjai. ir NASA Goddardo kosminių tyrimų institutas.
Remiantis ankstesniais vertinimais remiantis Kepleris duomenis, mokslininkai padarė išvadą, kad vien Paukščių Tako galaktikoje yra 40 milijardų į Žemę panašių planetų, iš kurių 11 milijardų greičiausiai skrieja kaip žvaigždės mūsų Saulė (t. y. G tipo geltonosios nykštukės). Kiti tyrimai parodė, kad šis skaičius gali būti net 60 milijardų ar net 100 milijardų, atsižvelgiant į parametrus, kuriuos naudojame apibrėždami gyvenamąsias zonas.
Šie rezultatai neabejotinai teikia vilčių, nes jie rodo, kad Paukščių Takas gali sukrėsti gyvenimą. Deja, naujesni ultra Saulės planetų tyrimai sukėlė abejonių šiais ankstesniais vertinimais. Tai ypač pasakytina apie potvynius, užfiksuotus planetose, kurios skrieja aplink M tipo (raudonosios nykštukės) žvaigždes.
Be to, tyrimai, kaip vystėsi gyvybė Žemėje, parodė, kad vien vanduo negarantuoja gyvybės - ir tuo pačiu nėra deguonies dujų. Be to, Schwietermanas ir jo kolegos svarstė dar du pagrindinius biologinius parašus, kurie yra gyvybiškai svarbūs mums žinant - anglies dioksidas ir anglies monoksidas.
Per daug šių junginių būtų toksiški sudėtingam gyvenimui, tuo tarpu per mažai reikštų, kad ankstyvieji prokariotai neatsiras. Jei gyvybė Žemėje yra bet koks požymis, pagrindinės gyvybės formos yra būtinos, jei norima, kad būtų sukurtos sudėtingesnės, deguonį vartojančios gyvybės formos. Dėl šios priežasties Schwietermanas ir jo kolegos siekė patikslinti gyvenamosios zonos apibrėžimą, kad į tai būtų atsižvelgta.
Būti sąžiningam apskaičiuoti gyvenamosios zonos plotą niekada nėra lengva. Be atstumo nuo žvaigždės, planetos paviršiaus temperatūra priklauso nuo įvairių atmosferoje esančių grįžtamojo ryšio mechanizmų - tokių kaip šiltnamio efektas. Be to, įprastinis gyvenamosios zonos apibrėžimas reiškia, kad egzistuoja „į žemę panašios“ sąlygos.
Tai reiškia atmosferą, kurioje gausu azoto, deguonies, anglies dioksido ir vandens ir kuri yra stabilizuota tuo pačiu karbonato-silikato geocheminio ciklo procesu, kuris egzistuoja Žemėje. Šiame procese dėl sedimentacijos ir oro sąlygų silikatinės uolienos pasidaro angliarūgštės, o dėl geologinio aktyvumo anglies uolienos vėl tampa silikato pagrindu.
Dėl to susidaro grįžtamojo ryšio ciklas, užtikrinantis, kad anglies dioksido lygis atmosferoje išliktų palyginti stabilus, taigi padidėja paviršiaus temperatūra (dar žinomas kaip šiltnamio efektas). Kuo arčiau planeta yra prie gyvenamosios zonos vidinio krašto, tuo mažiau anglies dioksido reikia tam, kad tai įvyktų. Kaip Schwietermanas paaiškino naujausiame „MIT Technology Review“ straipsnyje:
"Tačiau viduriniame ir išoriniame gyvenamosios zonos regionuose anglies dioksido koncentracija atmosferoje turi būti daug didesnė, kad palaikytų palankią skysto paviršiaus vandens temperatūrą."
Norėdami iliustruoti, komanda kaip pavyzdį panaudojo „Kepler-62f“ - super Žemę, kuri skrieja aplink K tipo žvaigždę (šiek tiek mažesnę ir silpnesnę nei mūsų Saulė), esančią maždaug 990 šviesos metų nuo Žemės. Ši planeta skrieja aplink savo žvaigždę maždaug tokiu pat atstumu, kaip Venera daro Saulę, tačiau mažesnė žvaigždės masė reiškia, kad ji yra išoriniame gyvenamosios zonos krašte.
Manoma, kad ši planeta, kaip 2013 m., Buvo tinkama nežemiškos gyvybės kandidatė, darant prielaidą, kad yra pakankamas šiltnamio efektas. Tačiau Schwietermanas ir jo kolegos paskaičiavo, kad prireiks 1000 kartų daugiau anglies dioksido (300–500 kilopaskalų) nei tas, kuris egzistavo Žemėje, kai pirmą kartą vystėsi sudėtingos gyvybės formos (maždaug 1,85 milijardo metų).
Tačiau šis anglies dioksido kiekis būtų toksiškas sudėtingiausioms gyvybės formoms čia, Žemėje. Dėl to „Kepler-62f“ nebus tinkamas gyvenimo kandidatas, net jei jis būtų pakankamai šiltas, kad turėtų skystą vandenį. Apsvarstęs šiuos fiziologinius suvaržymus, Schwietermanas ir jo komanda padarė išvadą, kad sudėtinga gyvenamoji zona turi būti žymiai siauresnė - ketvirtadalis to, kas buvo įvertinta anksčiau.
Schwietermanas ir jo kolegos taip pat apskaičiavo, kad kai kuriose egzoplanetose greičiausiai yra didesnis anglies monoksido kiekis, nes jie skrieja aplink vėsias žvaigždes. Tai daro didelę kliūtį raudonųjų nykštukinių žvaigždžių gyvenamosioms zonoms, kurios sudaro 75% Visatos žvaigždžių ir kurios, kaip manoma, yra greičiausia vieta rasti sausumos (t. Y. Uolėtas) planetas.
Šie atradimai gali turėti drastiškų padarinių tam, ką mokslininkai laiko „potencialiai tinkamu gyventi“, jau neminint žvaigždės gyvenamosios zonos ribų. Kaip paaiškino Schwietermanas:
„Viena iš reikšmių yra tai, kad mes galime nesitikėti, kad planetuose, skriejančiuose aplink vėlyvus M nykštukus, arba potencialiai gyvenamose planetose, esančiose netoli jų gyvenamųjų zonų išorinio krašto, galime rasti protingo gyvenimo ženklų ar techninių parašų.“
Norėdami dar labiau komplikuoti reikalus, šis tyrimas yra vienas iš kelių, kad būtų nustatyti papildomi suvaržymai dėl to, kas galėtų būti laikoma apgyvendintomis vėlyvųjų planetų teritorijomis. Vien tik 2019 m. Buvo atlikti tyrimai, kurie rodo, kaip raudonųjų nykštukinių žvaigždžių sistemose gali nebūti reikalingų žaliavų, kad susiformuotų gyvybė, ir kad raudonosios nykštukinės žvaigždės gali nesuteikti pakankamai fotonų fotosintezei įvykti.
Visa tai dar labiau padidina galimybę, kad gyvenimas mūsų galaktikoje gali būti retesnis, nei manyta anksčiau. Bet, žinoma, norint užtikrintai žinoti, kokios yra apgyvendinimo ribos, reikės atlikti daugiau tyrimų. Laimei, mums nereikės ilgai laukti, kol sužinosime, nes ateinantį dešimtmetį pradės veikti keli naujos kartos teleskopai.
Tai apima Džeimso Webbo kosminis teleskopas (JWST), Ypač didelis teleskopas (ELT) ir Milžinas Magelano teleskopas (GMT). Tikimasi, kad šie ir kiti moderniausi instrumentai leis atlikti daug išsamesnius egzoplanetų tyrimus ir apibūdinimus. O kai jie tai padarys, mes geriau suvoksime, kokia tikimybė ten gyventi.
