Astronomowie publikują nową mapę galaktycznej strefy mieszkalnej

Astrobiolodzy od dawna dyskutują o idei, że planety mogą podtrzymywać życie tylko wtedy, gdy na powierzchni istnieje woda w stanie ciekłym. Oczywiście jest to możliwe tylko wtedy, gdy temperatura na planecie jest zbliżona do ziemskiej, a to z kolei implikuje pewną odległość od gwiazdy matki.

Poszukiwania planet w tej tak zwanej strefie nadającej się do zamieszkania nasiliły się w ostatnich latach wraz z uruchomieniem teleskopów kosmicznych, takich jak Kepler, które w dramatycznym tempie znajdują nowe egzoplanety.

Ale pomysł, że w galaktyce mogą istnieć strefy szczególnie sprzyjające życiu, jest znacznie nowszym pomysłem. Myślenie tutaj jest takie, że planety zdolne do podtrzymywania życia znacznie częściej istnieją wokół gwiazd w niektórych częściach galaktyki.

Konwencja głosi, że galaktyczna strefa nadająca się do zamieszkania to torus o średnicy około 30 lat świetlnych wokół centrum galaktyki. Tak więc planety nadające się do zamieszkania jest mało prawdopodobne, aby powstały blisko centrum Galaktyki lub bardzo daleko od niego.

Dziś jednak Michael Gowanlock z University of Hawaii w Honolulu wraz z kilkoma kolegami ujawnia nową mapę galaktycznej strefy nadającej się do zamieszkania, w której kwestionuje tę konwencję i sugeruje, że galaktyczna strefa nadająca się do zamieszkania jest znacznie bardziej złożona niż prosty torus.

Nowa mapa wykorzystuje najnowsze odkrycia dotyczące egzoplanet w celu określenia możliwości zamieszkiwania galaktyki. W szczególności astronomowie odkryli niedawno, że egzoplanety znacznie częściej tworzą się wokół gwiazd, które zawierają pierwiastki cięższe niż hel lub wodór, co jest właściwością zwaną metalicznością.

Pierwsze gwiazdy we wczesnym wszechświecie powstały w całości z wodoru i helu, ale wygenerowały cięższe pierwiastki, gdy zabrakło im paliwa i eksplodowały. Następna generacja gwiazd powstała z szczątków tych supernowych, a więc ma wyższy poziom cięższych pierwiastków.

To właśnie te gwiazdy, te późniejsze, wydają się bardziej prawdopodobne, że mają planety, a zatem bardziej prawdopodobne jest, że mają planetę w strefie nadającej się do zamieszkania. Najwyraźniej te gwiazdy najprawdopodobniej powstaną w obszarach, w których jest wiele supernowych oraz w naszej galaktyce, która znajduje się blisko centrum (w odległości około 9 lat świetlnych).

Ale to rodzi potencjalny problem. Supernowa zniszczyłaby planetę krążącą wokół pobliskiej gwiazdy, rozsadzając jej atmosferę do nadchodzącego królestwa i niszcząc warunki, w których mogłoby ewoluować życie.

Zbyt wiele supernowych zmniejsza prawdopodobieństwo powstania życia.

Pytanie, które zadają Gowanlock i jego współpracownicy, brzmi, jak te procesy się równoważą – tempo formowania się planet, liczba supernowych i czas potrzebny na ewolucję złożonego życia (zgodnie z naszym jedynym punktem danych na Ziemi).

Odpowiedź, którą mówią, jest taka, że ​​planety nadające się do zamieszkania są tak powszechne w centrum galaktyki, że nawet jeśli wiele z nich zostanie zniszczonych przez supernowe, nadal powinno być ich wiele, które przetrwają wystarczająco długo, aby wyewoluować złożone życie.

Ich model sugeruje, że 2,7 procent gwiazd w galaktyce wewnętrznej powinno mieć planety nadające się do zamieszkania. I dalej powinny znajdować się planety nadające się do zamieszkania. Gowanlock i wsp. twierdzą, że około 0,25% gwiazd w zewnętrznej galaktyce powinno mieć planety nadające się do zamieszkania.

Jest to znacząco odmienna prognoza od standardowego modelu torusa i oznacza, że ​​znaczna część gwiazd w całej galaktyce jest potencjalnie interesująca. Przewidujemy, że około 1,2% wszystkich gwiazd posiada planetę, która mogła być zdolna do podtrzymania złożonego życia w pewnym momencie historii Galaktyki, mówią Gowanlock i spółka.

Jest jednak ważne zastrzeżenie. Ich model przewiduje również, że 75 procent tych nadających się do zamieszkania planet będzie pływowo zamkniętych wokół swojej macierzystej gwiazdy.

To może być problem. Astrobiolodzy zażarcie debatują nad naturą planet, które rzucają tę samą twarz w stronę swojej gwiazdy. Debata została wywołana odkryciem superZiemi wokół Gliese 581, która jest wystarczająco blisko gwiazdy, aby znaleźć się w strefie nadającej się do zamieszkania, ale prawdopodobnie jest również zablokowana pływowo.

Jedna strona tej planety spłonie w palącym słońcu, podczas gdy druga zamarznie. Nie wiadomo, czy warunki na takiej planecie mogłyby sprzyjać życiu.

Jeśli prognozy Gowanlocka i spółki są czymś do przetrwania, w niedalekiej przyszłości znajdziemy o wiele więcej obcych Ziemi i większość z nich zostanie zablokowana pływowo. Tak więc pytanie, czy takie planety mogą podtrzymywać życie, prawdopodobnie stanie się przedmiotem znacznie większej uwagi.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1107.1286 : Model zamieszkiwania w Galaktyce Drogi Mlecznej

.

ukryć