Etäisyys, vesi ja kaasu: kuinka elämä alkoi eksoplaneetoilla

Päätähti ja etäisyys siihen

Elämä muilla planeetoilla voi olla erilaista kuin mikään maan päällä -

se voi olla elämää, josta emme tiedä.Mutta on järkevää, ainakin aluksi, etsiä jotain tutumpaa; se on paljon helpompi löytää. Kannattaa aloittaa asuttavasta vyöhykkeestä tai tähtiä ympäröivästä alueesta, jonne planeetan pinnan lämpötila voi päästää vettä kerääntymään. Tämä tarkoittaa, että sen pitäisi lämmittää planeetta, mutta ei polttaa kaikkea elämää.

Asuttava vyöhyke tai asuttava vyöhyke onehdollinen alue avaruudessa, joka laskennasta määritetään, että olosuhteet sen planeettojen pinnalla ovat lähellä maapallon olosuhteita ja takaavat veden olemassaolon nestefaasissa.

Maan kokoiset planeetat leveillä kiertoradoillaAuringon kaltaisten tähtien ympärillä sitä on paljon vaikeampi havaita kuin kaasujättiläisiä punaisten kääpiöiden lähellä. Vaikka niiden lähellä on kivinen maailma, tällaisilla tähdillä on tapa, joka on vaarallinen mille tahansa elämälle, varsinkin nuorena. Tosiasia on, että voimakkaat välähdykset puhkeavat niiden pinnalle. Ne voivat yksinkertaisesti steriloida lähellä kiertäviä planeettoja, joille elämä on juuri alkanut syntyä. 

Koska aurinkomme on ruokinnut elämää maapallolla melkein4 miljardia vuotta vanha, perinteinen viisaus viittaa siihen, että tällaiset tähdet ovat päähenkilöitä muille mahdollisesti asuttaville maailmoille. Auringomme kaltaiset keltaiset G-tyypin tähdet ovat kuitenkin harvinaisia ​​galaksissamme.

Tähdet, jotka ovat hieman viileämpiä ja vähemmän kirkkaitaJotkut tutkijat pitävät oransseja kääpiöitä (tai K-kääpiöitä) mahdollisesti parempina kehittyneelle elämälle kuin aurinkomme. Ne voivat palaa jatkuvasti kymmeniä miljardeja vuosia. Tämä avaa valtavan aikakehyksen biologiselle evoluutiolle, mikä mahdollistaa loputtoman määrän kokeita kestävien elämänmuotojen tuottamiseksi. Ja jokaista aurinkomme kaltaista tähteä kohden Linnunradassa on kolme kertaa enemmän oransseja kääpiöitä. 

K-kääpiöt ovat merkittäviä, koska heillä onharvinaisempien, kirkkaampien mutta lyhytikäisten aurinkotyyppisten tähtien (G-luokka) ja lukuisten punaisten kääpiöiden (M-luokka) väliominaisuudet. K-tähdet ovat parhaita ehdokkaita isäntätähdeksi asuttavalle planeetalle. 

Kuitenkin, koska niitä ei ole niin paljon, tutkijataikovat tutkia maailmoja M-kääpiöiden ympärillä. Ensimmäinen mahdollisuus käyttää havaintoja pienten eksoplanetaaristen ympäristöjen karakterisoimiseen ja kenties biosignatuurien etsimiseen odotetaan James Webbin avaruusteleskoopin (JWST) laukaisua. Hän vain tarkkailee pieniä planeettoja, jotka kiertävät punaisia ​​kääpiöitä. Ne ovat pienempiä, viileämpiä, punaisempia, mutta niitä on enemmän kuin aurinkomme kaltaisia ​​tähtiä. 

Vesi on elämän lähde

Vedellä on erittäin tärkeä rooliaineen ja energian globaali kierto, elämän synty ja säilyminen maapallolla, elävien organismien kemiallinen rakenne, ilmaston ja sään muodostuminen. Se on tärkein aine kaikille planeettamme eläville olennoille. Siksi tutkijat ovat varmoja, että jos jossain avaruudessa on elämää, se vaatii vettä.

Planeetta K2-18b kiertää kuvassa hämäränpunaista isäntätähteään. Tämä eksoplaneetta — ensimmäinen laatuaan, joka sisälsi vesihöyryä ilmakehässään.

Muuten, NASAn uusi Perseverance-tehtävä tulee olemaanetsi merkkejä muinaisesta mikrobielämästä, tutki planeetan geologiaa ja ilmastoa, kerää näytteitä kivistä ja sedimenteistä. On syytä huomata, että mönkijä laskeutui Jezeron kraatteriin, joka on törmäyskraatteri Marsissa Isis Planitian länsipuolella lähellä Syrtis Majorin itäreunaa ja jonka halkaisija on noin 49 km. Tutkijat ovat varmoja, että kraatteri oli kerran täynnä vettä; Siihen virtaavat kuivat jokikanavat, joista yksi muodostaa selvän suiston. Lisäksi kraatteri sisältää veden vaikutuksesta muodostuneita savikerrostumia.

Maapallo, jonka pinta-alasta 71 % on veden peitossavaltameret, on tällä hetkellä ainoa tunnettu planeetta aurinkokunnassa, joka sisältää nestemäistä vettä. On tieteellistä näyttöä siitä, että joillakin jättiläisplaneettojen satelliiteilla (Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus) vettä voi olla paksun jääkuoren alla, joka peittää taivaan kehon. Tällä hetkellä ei kuitenkaan ole selkeää näyttöä nestemäisen veden läsnäolosta aurinkokunnassa, paitsi maapallolla. Valtameriä ja vettä voi olla muissa tähtijärjestelmissä ja/tai niiden planeetoilla ja muissa taivaankappaleissa niiden kiertoradalla. Esimerkiksi vesihöyryä löydettiin vuonna 2007 protoplanetaarisesta kiekosta 1 AU:ssa. esim. nuorelta tähdeltä MWC 480.

Vuonna 2019 tähtitieteilijät käyttävät tietojaHubble-avaruusteleskooppi ilmoitti löytäneensä vesihöyryä Maan kokoisen planeetan ilmakehästä. Vaikka tämä eksoplaneetta kiertää Aurinkoamme pienempää tähteä, se osuu tähden asumisvyöhykkeelle.

Löytö oli seurausta monien vuosien havainnoinnistaeksoplaneetan K2-18b, supermaapallon, takana, joka on noin 111 valovuoden päässä aurinkokunnastamme. NASAn Kepler-avaruusalus löysi sen vuonna 2015.

Biosignatures ja niiden joukossa uusi kaasu

Nykyään valtaosaeksoplaneetat löydetty ja vahvistettu epäsuorilla menetelmillä. Vain harvoissa tapauksissa tähtitieteilijät ovat pystyneet saamaan todellisia säteilyspektrejä, joiden avulla he voivat määrittää tarkasti niiden kemiallisen koostumuksen. Tämä kuitenkin muuttuu, kun seuraavan sukupolven instrumentit, kuten James Webb Space Telescope (JWST) tai Nancy Grace Observatory (100 kertaa tehokkaampi kuin edeltäjänsä Hubble), saapuvat avaruuteen.

Yksinkertaisesti sanottuna nämä ainutlaatuisetLaitteet pystyvät tarkkailemaan universumiamme pidemmillä aallonpituuksilla, lähi- ja keski-infrapuna-alueella ja huomattavasti suuremmalla herkkyydellä kuin tällä hetkellä toimivat laitteet. Biosignatuureihin kuuluvat elämään ja biologiseen prosessiin liittyvät kemialliset allekirjoitukset ja ne osoittavat myös suotuisia olosuhteita sille. Aikaisemmin tällaisina merkkiaineina pidettiin happea ja hiilidioksidia, joita maapallon elävät organismit tuottavat, orgaanisten aineiden hajoamisen aikana vapautunutta vettä ja metaania sekä joitakin sivutuotteita (rikkivety, rikkidioksidi, hiilimonoksidi, vety). kaasu ja niin edelleen). Kaikki tämä voi kuitenkin kertyä elottomalle planeetalle. Mutta isopreeni on lähes ainutlaatuinen, harvinainen yhdiste. Ja sitä tuottaa valtava määrä erilaisia ​​elämänmuotoja (bakteereista kasveihin ja eläimiin), jotka ovat evoluutionaalisesti kaukana toisistaan.

Tutkijoiden laskelmien mukaan "alkuperäinenplaneetalla" (jolla elämä alkaa syntyä) ilmakehässä on välttämättä oltava suuri määrä isopreenia. Näin tapahtui maan päällä 4–2,5 miljardia vuotta sitten, jolloin yksisoluiset organismit olivat ainoa elämänmuoto ja fotosynteettiset syanobakteerit loivat hitaasti happiilmakehän maapallon ympärille. Joten nyt haku keskittyy tähän yhdisteeseen, raportoi Universe Today.

Tietenkin tutkimuksessa tulee olemaan joukkomonimutkaisuus. Ei edes tiedetä, johtaako tämä maan ulkopuolisen elämän löytämiseen 2000-luvulla. Mutta yksi asia on selvä. Tulevina vuosina tähtitieteilijät tutkivat yksityiskohtaisesti tuhansien eksoplaneettojen ilmakehää, ja heillä on kattava luettelo planeetoista, joilla on tarkimmat biosignaturaatiot, joita he voivat käyttää opastamaan heitä etsimään tiettyjä elämän jälkiä koko galaksissa.

Lue lisää

Ensimmäinen tarkka maailmankartta luotiin. Mitä vikaa kaikilla muilla on?

Tutkijat syöksyivät ensimmäistä kertaa syvimpään upotettuun alukseen

Algoritmi on löytänyt uuden salaperäisen kerroksen Maan sisältä