Olen sanonut monta kertaa aiemmin, että Maa on maailmankaikkeuden paras planeetta. Menimmepä minne tahansa, emme koskaan löydä planeettaa, joka olisi parempi koti maapallon elämälle kuin Maa. Tietysti se johtuu siitä, että me ja kaikki muu maapallon elämä kehittyivät tässä ympäristössä. Evoluutio mukautti meidät tälle planeetalle, ja on epätodennäköistä, että voisimme koskaan löytää toista meille näin hyvää planeettaa.
Onko se kuitenkin paras planeetta? Onko maailmankaikkeudessa paikkoja, joissa voisi olla edellytykset elämän monimuotoisuudelle?
Se, että meillä on elämää maapallolla, on hämmästyttävää. Sijaitsemme pääsarjan tähden asuttavalla alueella, joka ei tuota liikaa tappavia auringonpurkausta.
Meillä on paksu ilmakehä, joka on täynnä happea ja typpeä, jota voimme hengittää. Planeetta on tarpeeksi suuri, jotta se on edelleen sulanut ytimeessään, ja siinä on pyörivä rautapallo, joka ylläpitää planeetan magneettikenttää. Tämä yhdistettynä paksuun ilmakehään suojaa planeetan pintaa kosmisilta säteiltä, Auringon pahimmalta ultraviolettisäteilyltä ja tappavilta aurinkomyrskyiltä.
MIT-tutkijat sanovat, että Great Oxygenation Event (GOE), ajanjakso, jonka tutkijat uskovat alkaneen hapen pysyvälle läsnäololle ilmakehässä, alkoi jo 2,33 miljardia vuotta sitten. Luotto: MIT
Meillä on levytektoniikka, joka kierrättää jatkuvasti materiaalia planeetan pinnalla ja tuo tuoreita kemikaaleja ylös sen sisältä.
Meillä on suhteellisen suuri kuu, joka luultavasti pitää planeettamme vakaampana aksiaalisessa kallistuksessaan, ja vuorovedet auttoivat varhaisia elämänmuotoja siirtymään valtameristä maalle. Mutta ei liian iso kuu.
Meillä on valtavat valtameret, jotka auttavat säätelemään planeetan ilmastoa ja siirtävät lämpimät vedet viileämmille alueille tehdäkseen niistä monipuolisempia ja asuttavampia.
NASA:n merivirtojen visualisointi. Kiitos: NASA/SVS
Lista jatkuu, ja olen varma, että on tekijöitä, joita emme ole vielä edes löytäneet.
Ja mitä tulee maapalloon, elämä on kukoistanut, löytänyt tiensä kaikkiin mahdollisiin ekologisiin markkinarakoisiin, mukautuen evoluution kautta kestämään katkeraa kylmää, kovaa lämpöä, valtamerten pohjalla vallitsevia voimakkaita paineita, jopa kaupunkeja, jotka asuvat aivan ihmisen vieressä. olentoja.
Mutta voisiko maapallo olla parempi? Voisiko olla olemassa planeettoja, jotka ovat erittäin asuttavia?
Maan kaltaiset planeetat. Kuvan luotto: JPL
Jos tähtitieteen ala on meille opettanut yhden asian, se on, ettemme ole erityisiä. Emme ole aurinkokunnan keskus. Tämä ei ole erityinen paikka tai aika universumissa. Ja tämä luultavasti tarkoittaa, että maapallo ei ole paras paikka elämälle. Se on paras paikka ihmisille, mutta ei elämälle.
Vuoden 2013 lehden mukaan , Penn Staten astrobiologi Ravi Kumar Kopparapu ja muut laskivat nykyaikaisten ilmastotietojen perusteella, missä tähtien asumiskelpoisen vyöhykkeen reunojen pitäisi todella olla. He laskivat, että aurinkoisen tähden ympärillä olevan asumiskelpoisen vyöhykkeen tulisi olla 0,99-1,7 kertaa etäisyys Maan ja Auringon välillä.
Mikä tarkoittaa, että Maa on itse asiassa aivan Auringon asumisvyöhykkeen sisäreunalla. Eli tuskin. Jos se olisi lähempänä Aurinkoa, koemme karkaavan kasvihuoneilmiön, kuten Venuksen.
Taiteilijan kuva asuttavasta vyöhykkeestä erityyppisten tähtien ympärillä. Kiitos: NASA
Haluat luultavasti olla lähempänä asumiskelpoisen vyöhykkeen keskiosaa, jossa kiertoradan vaihtelut eivät työnnä planeettasi äärimmäisyyksiin.
Maapallo on suhteellisen nuori. Ottaen huomioon sen tosiasian, että planeetta on ollut olemassa vain 4,5 miljardia vuotta, ja monisoluinen elämä on selvinnyt vasta muutaman sadan miljoonan vuoden aikana.
Aurinko lämpenee, ja koska olemme niin lähellä, meillä on itse asiassa vain muutama sata miljoonaa vuotta, korkeintaan miljardi vuotta, ennen kuin lämpötilat nousevat ja valtameret haihtuvat. Mutta entä jos elämä olisi voinut saada miljardeja vuosia lisää kehitystä kehittääkseen uusia, monipuolisempia elämänmuotoja?
Luuletko, että vesinokka on epätavallinen, kuvittele vain, mitä saisit 2 miljardin vuoden kehityksellä. Tai 20 miljardia.
Jonkin sisällä Vuoden 2016 paperi nimeltä Superhabitable Worlds , Rene Heller ja John Armstrong käyvät läpi olosuhteet, jotka voisivat tehdä planeetan asuttavamman mahdollisen. Tämä on erittäin luettava paperi, jossa on paljon hienoja ideoita. Jos olet tieteiskirjailija ja etsit ideoita maailman rakentamiseen, tutustu se ehdottomasti. Laitan linkin esityksen muistiinpanoihin.
Kepler-avaruusteleskoopin avulla löydettiin planeettoja kiertävän G-, K- ja M-tyypin tähtiä. Kiitos: NASA/JPL
He ehdottavat, että tähdet, joiden massa on pienempi kuin Aurinko ja jotka luokitellaan K-tähdiksi, ovat luultavasti parhaita ehdokkaita monimuotoisuuteen, koska ne ovat pitkäikäisiä ja suhteellisen vakaita. K-tyypin tähden elinikä on 20–70 miljardia vuotta ilman niitä ärsyttäviä punaisen kääpiön megaflareja.
Haluaisit tähtijärjestelmän muita planeettoja, jotka pystyvät ohjaamaan asteroideja ja komeettoja painovoimallaan toimittamaan vettä ja muita elämälle tarvittavia kemikaaleja. Kiitos siitä, Jupiter.
Ja ihannetapauksessa haluat useita asuttavia planeettoja samaan järjestelmään, jotka pystyvät lähettämään elämää edestakaisin. Prosessi, joka tunnetaan nimellä panspermia.
Taiteilijan kuva maapallosta pian sen muodostumisen jälkeen. Kiitos: NASA
Tee asumiskelpoisesta planeetastasi kaasujättiläisen kuu saadaksesi voimakkaita vuorovesivoimia, jotka pitävät tuoretta vulkaanista materiaalia purkautumassa pintaan.
Vielä parempi, sinulla on binääriplaneetta, jossa kaksi maailmaa kiertää toisiaan, välittäen vuorovesivoimia ja vaihtaen elämänmuotoja edestakaisin.
Ja olemme vasta aloittamassa!
Tee planeetta isommaksi ja saat enemmän pinta-alaa vedelle lämpötiloille (sitä lisää sekunnissa), mutta myös enemmän pinta-alaa elämänmuodoille hyödyntääkseen erilaisia markkinarakoja.
Puhumme siis suuremmasta, massiivisemmasta planeettasta. Kun saat noin kaksi kertaa Maan massan, levytektoniikka alkaa sammua, joten yritä pysyä tämän määrän alapuolella.
Haluat myös maailman, joka on tarpeeksi suuri ja tarpeeksi kuuma sisäpuoleltaan, jotta rautaseokset liikkuvat sen ytimessä ylläpitämään planeetanlaajuista magnetosfääriä.
Magneettikenttä ja sähkövirrat maassa ja sen ympärillä synnyttävät monimutkaisia voimia, joilla on mittaamaton vaikutus jokapäiväiseen elämään. Kenttä voidaan pitää valtavana kuplana, joka suojelee meitä kosmiselta säteilyltä ja varautuneilta hiukkasilta, jotka pommittavat maata aurinkotuulissa. Sen muovaavat auringosta puhaltavien hiukkasten tuulet, joita kutsutaan aurinkotuuleksi, minkä vuoksi se on litistynyt 'auringon puolella' ja pyyhkäisty ulos pitkäksi pyrstöksi maan vastakkaiselle puolelle. Luotto: ESA/ATG medialab
Olet luultavasti huolissasi pintapainovoimasta, mutta planeetan, jonka massa on kaksinkertainen Maan, tarvitsee olla vain noin 40 % suurempi, jotta sillä olisi suunnilleen sama pintapainovoima.
Äskettäisessä konferenssissa Barcelonassa, tri Stephanie Olson Chicagon yliopistosta esittelivät etsinnässä tekemänsä työn ympäristöihin, jotka parhaiten tukevat elämää eksoplaneetoilla.
He käyttivät NASAn työkalua nimeltä ROCKE-3D yleiskiertomalli . Tämä on todella hämmästyttävä työkalu, joka on vapaasti yleisön saatavilla. Voit siirtyä verkkosivustolle ja katsoa, millaiset olosuhteet olisivat eri maailmoissa, muinaisesta Venuksesta Proxima Centauria kiertäviin planeetoihin.
Voit simuloida niiden ilman lämpötiloja, sademäärää, maaperän pitoisuuksia ja paljon muuta.
Haluan näyttää sinulle joitain esimerkkejä. Tässä on esiteollinen maapallo, jonka ilman lämpötilat vaihtelevat päiväntasaajan lähellä 35 astetta kylmempään kuin -60 asteeseen napoilla.
Esiteollisen maan simulaatio. Kiitos: NASA/GISS
Mutta voit korvata Maan muinaisella Venuksella, miltä planeetta näytti 2,9 miljardia vuotta sitten, kun Aurinko oli 20 % himmeämpi kuin nykyään. Se kuitenkin pyörähti edelleen kerran 243 päivässä, ja sillä oli luultavasti matala valtameri, joka saavutti 310 metrin syvyyden alamailla.
Muinaisen Venuksen simulaatio. Kiitos: NASA/GISS
Ja tässä on planeetta, joka kiertää punaista kääpiötähtä Proxima Centauria, joka on lähimpänä aurinkoa olevaa tähteä. Koska planeetta kiertää niin lähellä tähteään, se on luultavasti vuorovesilukittu. Tällä on dramaattinen vaikutus ilman lämpötilaan, kun toinen puoli on tähtiin päin ja toinen puoli poispäin.
Simulaatio Proxima Centauria kiertävästä vuorovesilukitusta planeettasta. Kiitos: NASA/GISS
Mutta jos planeetalla on resonanssikierto, jossa se kääntyy kolme kertaa akselinsa ympäri jokaista 2 kiertorataa kohden ja jos sen ilmakehä vastaa suunnilleen Maan typpi- ja happiilmakehää, niin päädyt maailmaan, joka näyttää paljon enemmän. mukava elää.
Olson ja hänen tiiminsä käyttivät tätä ohjelmistoa simuloidakseen erilaisten eksoplaneettojen ilmastoa ja valtamerien elinympäristöjä. Täällä maan päällä elämän monimuotoisuus riippuu syvältä valtameristä tulevasta materiaalista, joka palauttaa sen pinnalle, jossa elämä voi käyttää sitä.
Lajit, kuten vestimentiferan-putkimadot, Riftia pachyptila, kuten Galapagossaarten läheltä löydetyt lajit, edustavat sellaista elämää, joka voi säilyä syvänmeren hydrotermisten aukkojen lähellä. Luotto: NOAA Okeanos Explorer Program, Galapagos Rift Expedition 2011.
Lisääntynyt nousu tarkoittaa enemmän biologista aktiivisuutta, enemmän monimuotoisuutta.
Toisin sanoen, löytääksesi planeetat, joilla on monimuotoisinta elämää, haluat löytää maailmat, joilla on voimakas valtamerikierto.
Onko mitään parempaa kuin Maa?
Olsonin mukaan, jos planeetta pyörii hitaammin, sen ilmakehän tiheys on suurempi ja sillä on maanosia, voit lisätä valtamerten kiertokulkua.
Ja tämä antaa meille käsityksen siitä, mitä tähtitieteilijät etsivät tutkiessaan Auringon ulkopuolisia maailmoja. Kun NASAn LUVOIR- tai HabEx-tehtävät lentävät 2030-luvulla, ne pystyvät kuvaamaan suoraan eksoplaneettojen pintoja. He mittaavat ilmakehän kemikaaleja, havaitsevat veden ja jopa määrittävät, kuinka suuri osa planeettasta on maanosien peitossa.
Meidän ei todellakaan pitäisi olla yllättyneitä, jos löydämme Linnunradalta super asuttavia maailmoja, maailmoja, jotka ovat selvästi maapalloa asuttavampia. Jälleen kerran käy ilmi, ettemme ole erityisiä. Se on hyvä, meillä ainakin seuraa.