Szukając planet z życiem, nie szukajmy drugiej ziemi. Są lepsze planety

Do takiego właśnie wniosku doszli naukowcy z Uniwersytetu Stanowego w Waszyngtonie. Według Dirka Schulze-Makucha, zastanawiając się, na jakich planetach mamy szansę znaleźć życie pozaziemskie, nie jesteśmy obiektywni, wychodzi z nas antropocentryzm, bowiem staramy się znaleźć planetę, na której my moglibyśmy istnieć. Gdy jednak dokładnie przyjrzeć się szerokiej palecie planet, które już znaleźliśmy we wszechświecie, to wychodzi na to, że istnieją planety, które przynajmniej teoretycznie dają większą szansę na rozwinięcie życia niż planety podobne do Ziemi.

Choć bazą do tego projektu badawczego są rozważania czysto teoretyczne, to domyślnie będzie on miał zastosowanie praktyczne. W najbliższych latach w przestrzeni kosmicznej będą pojawiały się kolejne teleskopy kosmiczne nowej generacji, takie jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, Kosmiczne Obserwatorium LUVIOR czy w końcu europejski Kosmiczny Teleskop PLATO. W tej sytuacji niezwykle ważne i trudne okazuje się wybranie obiektów obserwacji, które niosą za sobą największą szansę na przełomowe odkrycia. Już teraz astronomowie znają ponad 4000 planet pozasłonecznych i nie da się za pomocą kilku ogromnych teleskopów zbadać wszystkich.

Astronomowie pracujący pod kierownictwem Dirka Schulze-Makucha, geobiologa, postanowili ustalić, jakich planet i w pobliżu jakich gwiazd powinni szukać, aby zmaksymalizować szanse na odkrycie życia pozaziemskiego.

Poszukując życia oczywiście powinniśmy skupić się na planetach skalistych, krążących w tak zwanej ekosferze gwiazdy, czyli w takiej odległości od gwiazdy, aby na powierzchni planety mogła występować woda w stanie ciekłym. Oczywiście nie oznacza to, że nie może istnieć życie na planetach bez wody, niemniej jednak w takim przypadku nawet nie jesteśmy w stanie określić, jakie warunki sprzyjałyby powstaniu i ewolucji życia opartego np. na metanie.

Astronomowie zauważają chociażby, że planeta o 10 proc. większa oraz nawet o 50 proc. masywniejsza od Ziemi dłużej może utrzymać życie na swojej powierzchni. Większa masa planety oznacza większą ilość ciepła pochodzącego z rozpadu pierwiastków radioaktywnych w jądrze gwiazdy. Co więcej, większa masa to i wyższa wartość przyciągania grawitacyjnego, co z kolei pozwoliłoby potencjalnej kandydatce dłużej utrzymać gęstszą atmosferę. Planety o masie wyższej niż 150 proc. masy Ziemi teoretycznie mogłyby dalej sprzyjać powstaniu życia, ale ich masa i grawitacja może prowadzić do przyciągnięcia zbyt masywnej atmosfery i ostatecznie zamiast superziemi mamy do czynienia z mini-neptunami.

Jeżeli chodzi o temperaturę na powierzchni planety, naukowcy przyznają, że idealnie byłoby gdyby była nieznacznie wyższa od tej, która panuje na Ziemi. Patrząc na naszą planetę, można wyraźnie stwierdzić, że więcej biomasy i większa bioróżnorodność występuje w tropikach niż w chłodnych rejonach okołobiegunowych. Ciężko oczywiście ustalić jaka temperatura jest idealna, ale temperatura wyższa o ok. 5 stopni Celsjusza z pewnością byłaby lepsza do rozwoju życia.

Historia Ziemi dowodzi, że zarówno do powstania życia, jak i do wyewoluowania złożonego, wielokomórkowego, makroskopowego (nie mówiąc już o inteligentnym) życia potrzeba czasu. Ziemia ma już za sobą 4,5 mld lat historii, ale potrzeba było niemal 4 mld lat, aby złożone życie stało się elementem powszechnie występującym na całej planecie. Skoro znamy jak na razie jedną planetę z życiem, nie jesteśmy w stanie stwierdzić, czy życie na Ziemi pojawiło się wyjątkowo wcześnie czy wyjątkowo późno.

Badacze zaangażowani w projekt stwierdzają jednak, że na planecie, która będzie miała 5-8 mld lat, mamy większe szanse na znalezienie życia, bowiem będzie tam ono miało więcej czasu, aby powstać. Wiek jest też tym elementem układanki, który kazał geologom zastanowić się, wokół jakiej gwiazdy powinna krążyć taka idealna planeta.

Co ma gwiazda do życia na planecie? Chociażby to, że gwiazdy też mają swój „okres przydatności” dla życia. Nasze Słońce ma 4,5 mld lat (jak Ziemia) i jako żółty karzeł typu G będzie spokojnie spalało wodór w swoim jądrze przez kolejne 5-7 mld lat, po czym przejdzie w stadium czerwonego olbrzyma, w którym powiększy swoje rozmiary na tyle, że Merkury, Wenus i Ziemia znajdą się w jego wnętrzu. Oznacza to tyle, że gwiazda wyznacza górne ograniczenie czasowe istnienia życia na planecie.

Z tego też powodu badacze postulują, aby skupić się na planetach skalistych krążących wokół gwiazd typu K, nieznacznie mniejszych od Słońca, nieznacznie chłodniejszych, ale za to żyjących spokojnie przez 20-70 mld lat. Krążąc wokół takich gwiazd, planety mają znacznie więcej czasu na ewolucję życia, bowiem warunki sprzyjające życiu będą na niej trwały znacznie dłużej. Jeszcze mniejsze gwiazdy, karły typu M, żyją znacznie dłużej, ale one już bardzo często charakteryzują się potężnymi rozbłyskami, które byłyby w stanie usunąć życie na powierzchni krążących wokół nich planet, szczególnie gdy zwrócimy uwagę na fakt, że w otoczeniu tych gwiazd ekosfera znajduje się bardzo blisko gwiazdy.

Po przeanalizowaniu kluczowych czynników badacze zidentyfikowali 24 egzoplanety, na których należałoby skupić swoją uwagę podczas poszukiwania życia. Żadna z nich nie znajduje się bliżej niż 100 lat świetlnych od Ziemi, ale w sumie, skoro nie jesteśmy w stanie dolecieć do żadnej z nich, to jakie znaczenie ma odległość?

Żadna ze zidentyfikowanych planet nie spełnia wszystkich opisanych w artykule kryteriów, ale jedna z nich – KOI 5715 – spełnia aż cztery kryteria, co może oznaczać, że potencjalnie jest ona nawet bardziej przyjazna dla życia niż Ziemia.