Superžemės yra didesnės, labiau paplitusios ir tinkamesnės gyventi nei pati Žemė – ir astronomai atranda daugiau milijardų, kurie, jų manymu, yra


Astronomai dabar reguliariai atranda planetos, skriejančios aplink žvaigždes už Saulės sistemos ribų – jos vadinamos egzoplanetomis. Tačiau 2022 m. vasarą komandos, dirbančios NASA Tranzitinis egzoplanetų tyrimo palydovas rado keletą ypač įdomių planetų, besisukančių aplink savo tėvų žvaigždžių gyvenamąsias zonas.

Viena planeta yra 30% didesnis už Žemę ir savo žvaigždę apskrieja greičiau nei per tris dienas. Kitas yra 70% didesnis nei Žemė ir gali būti gilus vandenynas. Šios dvi egzoplanetos yra superžemės – masyvesnis už Žemę, bet mažesnis už ledo milžinus, tokius kaip Uranas ir Neptūnas.

Aš esu a astronomijos profesorius kuris tiria galaktikos branduolius, tolimas galaktikas, astrobiologija ir egzoplanetos. Atidžiai seku planetų, kuriose galėtų būti gyvybė, paieškas.

Žemė vis dar yra vienintelė vieta visatoje, kurią mokslininkai žino, kad čia gyvena gyvybė. Atrodytų logiška gyvybės paieškas sutelkti į Žemės klonus – planetos, kurių savybės artimos Žemei. Tačiau tyrimai parodė, kad astronomai turi didžiausią galimybę rasti gyvybę kitoje planetoje, greičiausiai, bus superžemėje, panašioje į tas, kurios buvo atrastos neseniai.

Vaizdas, kuriame pavaizduota Žemė ir Neptūnas su vidutinio dydžio planeta tarp jų.
Superžemė yra bet kuri uolėta planeta, kuri yra didesnė už Žemę ir mažesnė už Neptūną. Aldaronas, CC BY-SA

Dažnas ir lengvai randamas

Dauguma superžemių skrieja aplink vėsias nykštukines žvaigždes, kurios yra mažesnės masės ir gyvena daug ilgiau nei Saulė. Kiekvienai žvaigždei, tokiai kaip Saulė, yra šimtai šaunių nykštukų žvaigždžių, o mokslininkai rado aplink skriejančias superžemes. 40% vėsių nykštukų jie pažiūrėjo. Remdamiesi šiuo skaičiumi, astronomai mano, kad tokių yra dešimtys milijardų superžemių gyvenamosiose zonose, kur skystas vanduo gali egzistuoti vien Paukščių Take. Kadangi visa gyvybė Žemėje naudoja vandenį, manoma, kad vanduo yra gyvybiškai svarbus.

Remiantis dabartinėmis prognozėmis, apie a trečdalis visų egzoplanetų yra superžemės, todėl jos yra labiausiai paplitusi egzoplaneta Paukščių Take. Tik artimiausia šešių šviesmečių atstumu iš Žemės. Jūs netgi galite pasakyti, kad mūsų saulės sistema yra neįprasta, nes joje nėra planetos, kurios masė būtų tarp Žemės ir Neptūno.

Diagrama, rodanti, kaip planeta, einanti priešais žvaigždę, gali pritemdyti šviesą.
Dauguma egzoplanetų aptinkamos ieškant, kaip jos pritemdo šviesą, sklindančią iš savo pirminių žvaigždžių, todėl didesnes planetas lengviau rasti. Nikola Smolenskis, CC BY-SA

Kita priežastis, kodėl superžemės yra idealūs taikiniai ieškant gyvybės, yra ta, kad juos daug lengviau pasiekti aptikti ir ištirti nei Žemės dydžio planetos. Yra du metodai, kuriuos astronomai naudoja egzoplanetoms aptikti. Vienas ieško planetos gravitacinio poveikio jos pirminei žvaigždei, o kitas ieško trumpo žvaigždės šviesos pritemdymo, kai planeta praeina priešais ją. Abu šie aptikimo metodai yra lengvesni su didesne planeta.

Superžemės yra labai tinkamos gyventi

Daugiau nei prieš 300 metų vokiečių filosofas Gottfriedas Wilhelmas Leibnicas teigė, kad Žemė yrageriausias iš visų galimų pasaulių. Leibnizo argumentas turėjo išspręsti klausimą, kodėl egzistuoja blogis, tačiau šiuolaikiniai astrobiologai nagrinėjo panašų klausimą klausdami, kas daro planetą svetingą gyvybei. Pasirodo, Žemė nėra pati geriausia iš visų galimų pasaulių.

Dėl Žemės tektoninio aktyvumo ir Saulės ryškumo pokyčių klimatas laikui bėgant nuo vandenyne verdančio karšto į planetą apimantį giliai užšaldomą šaltį. Beveik visą savo 4,5 milijardo metų istoriją Žemė buvo negyvenama žmonėms ir kitoms didesnėms būtybėms. Modeliavimas rodo ilgalaikį Žemės tinkamumas gyventi nebuvo neišvengiamas, bet tai buvo atsitiktinumo reikalas. Žmonėms tiesiog pasisekė būti gyviems.

Tyrėjai sugalvojo a atributų sąrašą dėl kurių planeta yra labai palanki gyvybei. Didesnės planetos greičiausiai bus geologiškai aktyvios, o tai, mokslininkų nuomone, būtų skatinti biologinę evoliuciją. Taigi labiausiai tinkama gyventi planeta turėtų maždaug du kartus didesnę masę už Žemę ir būtų 20–30% didesnė pagal tūrį. Jame taip pat būtų pakankamai seklių vandenynų, kad šviesa paskatintų gyvybę iki pat jūros dugno, o vidutinė temperatūra būtų 77 laipsniai Farenheito (25 laipsniai Celsijaus). Jo atmosfera būtų storesnė nei Žemės, kuri veiktų kaip izoliacinė antklodė. Galiausiai tokia planeta skrietų aplink vyresnę už Saulę žvaigždę, kad gyvybė vystytųsi ilgiau, ir turėtų stiprų magnetinį lauką, kuris apsaugo nuo kosminės spinduliuotės. Mokslininkai mano, kad dėl šių savybių planeta bus ypač tinkama gyventi.

Pagal apibrėžimą superžemės turi daug supergyvenamos planetos savybių. Iki šiol astronomai atrado dvi dešimtys superžemės egzoplanetų kurie yra, jei ne geriausias iš visų galimų pasaulių, teoriškai tinkamesni gyventi nei Žemė.

Neseniai gyvybei tinkamų planetų sąrašą papildė įdomus. Astronomai turi pradėjo atrasti egzoplanetas kad buvo išmestos iš savo žvaigždžių sistemųir gali būti jų milijardai klajojantis Paukščių Taku. Jei superžemė būtų išstumta iš savo žvaigždžių sistemos ir turi tankią atmosferą bei vandeningą paviršių, ji gali išlaikyti gyvybę dešimtis milijardų metųdaug ilgiau, nei gyvybė Žemėje galėtų išlikti prieš Saulei mirstant.

Vandeningas pasaulis priešais blankią žvaigždę.
Viena iš naujai atrastų superžemių, TOI-1452b, gali būti uždengta giliame vandenyne ir gali būti palanki gyvybei. Benoit Gougeon, Monrealio universitetas, CC BY-ND

Gyvybės aptikimas superžemėse

Norėdami aptikti gyvybę tolimose egzoplanetose, astronomai ieškos biologinių ženklų, biologijos šalutiniai produktai kuriuos galima aptikti planetos atmosferoje.

NASA James Webb kosminis teleskopas buvo sukurtas dar astronomams dar neatrandant egzoplanetų, todėl teleskopas nėra optimizuotas egzoplanetų tyrimams. Tačiau ji gali atlikti tam tikrą šio mokslo dalį ir yra numatyta nusitaikykite į dvi potencialiai tinkamas gyventi superžemes pirmaisiais savo veiklos metais. Dar vienas superžemių rinkinys su didžiuliais vandenynais, atrastais per pastaruosius kelerius metus, taip pat šią vasarą atrastos planetos. įtikinami James Webb tikslai.

Tačiau geriausius šansus rasti gyvybės ženklų egzoplanetų atmosferoje suteiks naujos kartos milžiniški antžeminiai teleskopai: 39 metrų itin didelis teleskopas, Trisdešimties metrų teleskopas ir 24,5 metrų milžiniško Magelano teleskopas. Visi šie teleskopai yra kuriami ir ketina pradėti rinkti duomenis iki dešimtmečio pabaigos.

Astronomai žino, kad gyvybės sudedamosios dalys yra ten, bet tinkamas gyventi nereiškia apgyvendintas. Kol tyrinėtojai neras gyvybės įrodymų kitur, gali būti, kad gyvybė Žemėje buvo unikali nelaimė. Nors yra daug priežasčių, kodėl pasaulis yra tinkamas gyventi neturėtų gyvybės ženklųjei per ateinančius metus astronomai pažvelgs į šias itin tinkamas gyventi superžemes ir nieko neras, žmonija gali būti priversta padaryti išvadą, kad visata yra vieniša vieta.Pokalbis

Chrisas Impeyuniversiteto nusipelnęs astronomijos profesorius, Arizonos universitetas

Šis straipsnis perspausdintas iš Pokalbis pagal Creative Commons licenciją. Skaityti originalus straipsnis.