Liczba planet przyjaznych dla życia może być mniejsza przez atmosfery

Wizja artystyczna układu planetarnego. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Nowe badania wskazują, że mniej planet może być przyjaznych życiu ze względu na atmosfery, które utrzymują na ich powierzchni za wysokie temperatury.

Poszukując planet przyjaznych dla życia, naukowcy poszukują planet w tak zwanych ekosferach poszczególnych gwiazd – planet znajdujących się w odpowiednich odległościach od gwiazdy, gdzie na powierzchni planety może występować woda w stanie ciekłym. Zazwyczaj takie poszukiwania skupiały się na szukaniu planet krążących wokół gwiazd podobnych do Słońca w podobny sposób do Ziemi.

Niemniej jednak ostatnie badania skupiają się na małych planetach krążących wokół gwiazd zwanych karłami klasy M lub czerwonymi karłami – dużo mniejszymi i ciemniejszymi od Słońca. Karły klasy M stanowią 75% wszystkich gwiazd w naszej galaktyce, a najnowsze odkrycia wskazują, że wiele z nich posiada planety – przez co szacowana liczba planet w naszej galaktyce sięga miliardów.

W tym miesiącu, zespoły naukowców pracujących przy projektach TRAPPIST i Kepler ogłosiły odkrycie wielu planet o rozmiarach podobnych do Ziemi, krążących wokół karłów klasy M. Niektóre z nich znajdują się w ekosferach tych gwiazd.

Nowe badania przeprowadzone przez naukowców z Imperial College London oraz Institute for Advanced Studies w Princeton, opublikowane w periodyku Monthly Notices of the Royal Astronomical Society wskazują, że pomimo faktu, że planety krążą wokół mniejszych i ciemniejszych gwiazd, na wielu z nich temperatury mogą być wciąż za wysokie dla życia.

Naukowcy wskazują, że niektóre z nich faktycznie mogą sprzyjać powstawaniu życia, lecz tylko te o masie niższej niż masa Ziemi.

Dr James Owen, główny autor artykułu z Institute for Advanced Physics w Princeton powiedział: “Wcześniej zakładano, że planety o masach podobnych do Ziemi będą miały warunki sprzyjające powstaniu życia jeżeli znajdują się w ‘ekosferze’. Jednak gdy przyjrzymy się ewolucji takich planet na przestrzeni miliardów lat okazuje się, że jest inaczej.”

Już wcześniej wiedzieliśmy, że wiele z tych planet powstało z gęstymi atmosferami składającymi się z wodoru i helu o masie 1% masy planety. Dla porównania ziemska atmosfera stanowi zaledwie milionową część masy planety. Efekt cieplarniany powstały w tak gęstej atmosferze sprawiłby, że powierzchnia takiej planety byłaby zbyt gorąca dla ciekłej wody, przez co początkowo planeta nie sprzyjałaby powstaniu na niej życia.

Niemniej jednak uważano, że z czasem silne promieniowanie rentgenowskie oraz ultrafioletowe ze strony karła M doprowadziłoby do odparowania dużej części atmosfery, przez co warunki na powierzchni stałyby się dużo przyjaźniejsze dla życia.

Nowe analizy wskazują jednak, że tak nie jest. Szczegółowe symulacje komputerowe wskazują, że takie gęste otoczki wodorowo-helowe nie uciekną grawitacji planety o masie podobnej lub większej od masy Ziemi. To oznacza, że taka atmosfera pozostanie na stałe wokół takiej planety.

Jednak nie wszystko stracone. Podczas gdy większość planet o masie podobnej do masy Ziemi, krążących wokół karłów klasy M utrzyma swoje gęste atmosfery, mniejsze planety – porównywalne z Wenus czy Marsem, mogą wciąż się ich pozbywać.

Dr Subjanjoy Mohanty, drugi z autorów opracowania, powiedział: “Najnowsze odkrycia egzoplanet wskazują, że stosunkowo małe planety mogą dużo liczniej występować wokół czerwonych karłów niż planety o masie Ziemi lub większe. W takim przypadku możemy znaleźć całe mnóstwo planet sprzyjających powstaniu życia w pobliżu chłodnych czerwonych karłów.”

Źródło: Imperial College London