Jaký je recept na obyvatelnou exoplanetu?

Umělcova koncepce Kepler-452b, prvního světa blízkého Zemi, který se nachází v obyvatelné zóně vzdálené sluneční hvězdy. Obrázek přes NASA / Ames / JPL-Caltech.

Často slyšíme slovo „obyvatelné“ vedle slova exoplanety. Které exoplanety jsou obyvatelné; to je, které jsou schopné podporovat život? Ale jak to vědci určují? Existují různé druhy obývatelnosti? Rice University 17. září 2018 oznámila, že - aby pomohl odpovědět na tyto otázky - Nexus pro vědu o systému Exoplanet (NExSS) společnosti NASA udělil 7, 7 milionu dolarů na nový pětiletý výzkumný program, který bude hlouběji prozkoumávat návaznost exoplanetů. Nový program přijme multidisciplinární, víceinstitucionální přístup, aby zjistil, jaké přírodní recepty by mohly umožnit, aby se skalnatá planeta - jako Země - stala obyvatelnou.

Nový program se nazývá CLEVER Planets - Cycles of Life Essential Volatile Elements in Rocky Planets. Zemský a planetární vědec Rajdeep Dasgupta je hlavním vyšetřovatelem (vedoucím) nového programu. Napsal:

Recept na život, jak víme, vyžaduje podstatné prvky, jako je uhlík, kyslík, dusík, vodík, fosfor a síra. Ale prvních miliard let života skalní planety je bouřlivé. Na Zemi bylo toto období poznamenáno obrovskou změnou nejen na povrchu, ale i uvnitř planety.

Pro planetární obývatelnost musí životně důležité prvky přežít toto období v biologicky dostupné formě.

Ne všechny skalnaté planety budou obyvatelné, přičemž Mercury a Venuše jsou příklady. Abychom mohli život podporovat, alespoň jak jej známe, musí existovat určité podmínky. Kapalná voda, správné chemikálie a vhodné teploty jsou nezbytnými „přísadami“ v receptu Země.

Umělcova koncepce povrchu exoplanety TRAPPIST-1f, jedné ze sedmi známých planet Země, obíhajících kolem hvězdy TRAPPIST-1. Alespoň některé z těchto světů jsou potenciálně obyvatelné. Obrázek přes NASA / JPL-Caltech.

Nový program se zaměří na to, co se stane s těmi prvky potřebnými pro život, v raných fázích vývoje planety. Bude zahrnovat odborníky z astrofyziky, geologie, geochemie, geofyziky, organické chemie a vědy o atmosféře a klimatu a 11 spoluřešitelů z Rice, Johnsonova vesmírného centra NASA, UCLA, Kalifornské univerzity v Davisu a University of Colorado, Boulder. Podle Dasgupty:

Máme odborné znalosti, abychom mohli sledovat životně důležité prvky během první miliardyleté cesty od protoplanetárních disků k prebiotickým molekulám na povrchu mladých světů. Některé z procesů, které jsou pro tento proces ústřední, procesy probíhající uvnitř planety a zpětné vazby, které spojují vnitřní procesy s procesy na povrchu, jsou v souvislosti s exoplanetami do značné míry prozkoumány.

Vědci si mohou vzít své znalosti o skalních planetách v naší sluneční soustavě - Merkur, Venuše, Země a Mars - a využít je k tomu, aby pomohli, jak mohou být jiné skalní světy v jiných solárních systémech obyvatelné nebo ne. Obrázek přes Wikimedia Commons.

Hlavním cílem programu je prozkoumat původ a cykly životně důležitých prvků (uhlík, kyslík, vodík, dusík, síra a fosfor COHNSP) na mladých skalních planetách. Zjistí, kde se obyvatelné výklenky vyskytují nejpravděpodobněji, které planety jsou obyvatelné s největší pravděpodobností a kdy v jejich evoluční historii se takové podmínky obývatelnosti s největší pravděpodobností vyskytnou.

Jeho tým také řekl, že planety CLEVER budou stavět na znalostech již získaných o skalních planetách, měsících a dalších objektech v naší vlastní sluneční soustavě, ale pak to extrapolují na skalní světy obíhající kolem jiných hvězd. Jak vysvětlil Dasgupta:

Víme více o naší vlastní sluneční soustavě než kterákoli jiná. To je velmi užitečné pro srovnávací planetologii, ale zaměření našeho hledání je mimo náš vlastní dvorek. Chceme postavit a omezit co nejvíce cest k obývatelnosti skalní planety, jak jen můžeme.

Mezi pětileté, na NASA financované projekty CLEVER Planets patří vyšetřovatelé rýže, Andrea Isella, Rajdeep Dasgupta, Laurence Yeung, Cin-Ty Lee, Pedram Hassanzadeh a Adrian Lenardic. Obrázek přes Jeff Fitlow / Rice University.

NExSS je výzkumná koordinační síť NASA, která se věnuje studiu planetární obývatelnosti. Cílem NExSS je prozkoumat rozmanitost exoplanet a dozvědět se, jak jejich historie, geologie a klima spolu vzájemně reagují, aby vytvořily podmínky pro život. Tímto způsobem NExSS urychlí objevování a charakterizaci dalších potenciálně život nesoucích světů v galaxii.

Tisíce exoplanet již byly objeveny, včetně těch, které mohou být potenciálně obyvatelné - skalnaté světy, jako je Země obíhající kolem obývaných zón jejich hvězd. Vědci očekávají, že na jejich nalezení čeká ještě mnoho dalších, a programy, jako jsou planety CLEVER Planets, jim pomohou určit, které z nich jsou ve skutečnosti potenciálně obyvatelné a jak se tak staly . Je život na Zemi blázen přírody, nebo existují jiné možné „recepty“ na život venku?

Sečteno a podtrženo: Stále víme jen o životě na jedné planetě - Zemi -, ale vědci se ptají, jaké recepty by mohly produkovat jiné obyvatelné světy. Odpověď na tuto otázku pomůže nový multidisciplinární a víceinstitucionální přístup - zvaný Clever Planets, vedený Rice University.

Prostřednictvím Rice University News and Media