Druga Ziemia to nie wygrana na loterii. Mamy przełom
Szanse na znalezienie życia i drugiej Ziemi w kosmosie właśnie mocno wzrosły. Wszystko za sprawą najnowszego odkrycia japońskich astrofizyków.
Od lat astronomowie i poszukiwacze życia pozaziemskiego drapią się w głowę nad zagadką: skąd w naszym Układzie Słonecznym wzięło się tyle pierwiastków promieniotwórczych? Wiemy, że tu były, bo ich ślady znajdujemy w prastarych meteorytach. To nie jest tylko akademickie pytanie dla chemików. To kwestia naszego istnienia.
Gdyby nie ciepło generowane przez rozpad radioaktywnych izotopów w rodzącym się Układzie Słonecznym, Ziemia wyglądałaby zupełnie inaczej.
Przez lata uważaliśmy, że Ziemia jest efektem niezwykle szczęśliwego splotu okoliczności. Odpowiednia odległość od gwiazdy, właściwa ilość wody, stabilna orbita i chemiczna zupa, która pozwoliła na powstanie życia. Teraz jednak pojawia się hipoteza, która może wywrócić to myślenie do góry nogami.
Według nowych badań planety podobne do Ziemi mogą być znacznie powszechniejsze, niż dotąd sądziliśmy. Klucz do tej zagadki leży w wybuchu pobliskiej supernowej sprzed ponad 4,5 mld lat i radioaktywnym gruzie. Wyniki pracy naukowców z Uniwersytetu Tokijskiego opublikowano w Science Advances.
Radioaktywna zagadka z meteorytów
Wiemy, że młody Układ Słoneczny był pełen pierwiastków promieniotwórczych. Ślady takich izotopów jak radioaktywny glin-26 czy mangan-53 znajdujemy dziś w najstarszych meteorytach. To kosmiczne skamieniałości, które zachowały zapis warunków panujących w czasie narodzin planet i pozwalają nam określić wiek meteorytów.
Te pierwiastki nie były tylko ciekawostką chemiczną. Ich rozpad wydzielał ogromne ilości ciepła, które podgrzewało planetoidy i młode planety. Efekt? Dzięki temu nasza planeta nie zamieniła się w wodny świat bez lądów, ale otrzymała ilość wody w sam raz, wystarczającą do rozwoju życia, ale nie dominującą całej powierzchni.
Planety podobne do Ziemi powstają z planetozymali (obiektów zbudowanych ze skał i lodu), które wyschły na wczesnym etapie istnienia Układu Słonecznego. Proces ten wymagał dużej ilości ciepła pochodzącego głównie z rozpadu radioaktywnego radionuklidów krótkożyciowych (SLR), takich jak glin-26.
Nie jest jednak jasne, w jaki sposób pierwiastki te dotarły do Układu Słonecznego.
Więcej na Spider's Web:
Wybuchowa dostawa kurierska
Głównym podejrzanym od zawsze była supernowa. To w końcu w trzewiach umierających gwiazd powstają ciężkie pierwiastki. Teoria była prosta: niedaleko rodzącego się Słońca wybuchła gwiazda i ochlapała nas radioaktywnym koktajlem. Problem w tym, że matematyka się nie zgadzała.
Symulacje komputerowe były bezlitosne. Aby dostarczyć taką ilość izotopów, o jakiej mówią meteoryty, supernowa musiałaby wybuchnąć bardzo blisko nas. Zbyt blisko. Fala uderzeniowa z takiej eksplozji zdmuchnęłaby delikatny dysk pyłowo-gazowy, z którego dopiero co formowało się Słońce i planety, niczym domek z kart.
Ziemia nigdy by nie powstała, bo budulec zostałby wyrzucony w głęboką przestrzeń. Byliśmy więc w kropce: albo za mało pierwiastków, albo zniszczony Układ Słoneczny.
I tu na scenę wchodzi Ryo Sawada z Uniwersytetu w Tokio. Jego zespół zaproponował rozwiązanie, które godzi ogień z wodą. Okazuje się, że supernowa wcale nie musiała być tuż za płotem. Mogła wybuchnąć w bezpiecznej odległości około 3 lat świetlnych od nas, a i tak dostarczyć nam wszystko, czego potrzebowaliśmy do życia. Kluczem do zagadki okazało się coś, co do tej pory naukowcy pomijali: promieniowanie kosmiczne.
Kosmiczna kąpiel w dwóch aktach
Kluczowym pytaniem w astronomii jest to, jak powszechne są planety skaliste podobne do Ziemi. Nowy model japońskich naukowców zmienia nasze postrzeganie formowania się planet. Proces ten nie był jednorazowym strzałem, ale dwuetapową operacją.
W pierwszym akcie fala uderzeniowa po wybuchu gwiazdy dotarła do naszego raczkującego układu, niosąc ze sobą ciężki towar - izotopy takie jak radioaktywne aluminium i mangan. Powstały one bezpośrednio w sercu eksplozji.
Jednak to nie wystarczyło. Drugi akt rozegrał się chwilę później. Za falą uderzeniową podążyły wysokoenergetyczne cząstki, czyli promieniowanie kosmiczne. To one uderzyły w dysk pyłowy wokół Słońca.
Sawada zauważył, że poprzednie modele skupiały się tylko na materii wyrzucanej przez gwiazdę, ignorując te cząstki. A to błąd. Gdy promieniowanie kosmiczne zbombardowało nasz dysk akrecyjny, weszło w reakcję z obecnymi tam atomami, tworząc brakujące elementy układanki. Młody Układ Słoneczny został po prostu zanurzony w strumieniu energii, który ugotował nam idealne warunki do powstania skalistej, wilgotnej (ale nie zalanej) planety.
To nie był złoty strzał, to standardowa procedura
Najważniejszy wniosek z tych badań to nie tylko wyjaśnienie historii Ziemi, ale to, co mówi nam on o reszcie galaktyki. Do tej pory uważano, że obecność odpowiednich pierwiastków promieniotwórczych wymagała niewiarygodnego szczęścia, wybuchu supernowej w idealnym, samobójczym wręcz dystansie.
Jednak jeśli supernowa może znajdować się dalej, w bezpiecznej odległości kilku lat świetlnych, a kluczową rolę odgrywa wszechobecne promieniowanie, to sytuacja zmienia się diametralnie.
Taki scenariusz jest znacznie bardziej prawdopodobny i częstszy. Zespół z Tokio szacuje, że od 10 do nawet 50 proc. gwiazd podobnych do Słońca mogło przejść przez ten sam proces.
Liczby te działają na wyobraźnię. Oznaczają one, że w samej Drodze Mlecznej mogą istnieć miliardy układów, które zostały zaszczepione radioaktywnymi pierwiastkami w identyczny sposób jak nasz. Przepis na Ziemię nie jest rzadkim wypadkiem przy pracy Wszechświata. To może być uniwersalny proces, zachodzący w całej galaktyce.
Szanse na to, że gdzieś tam, przy innej gwieździe, istnieje druga Ziemia z idealną ilością wody i lądu, właśnie drastycznie wzrosły. Nie jesteśmy samotną wyspą na oceanie pustki, ale raczej mieszkańcami jednego z wielu podobnych osiedli.
I choć na spotkanie z sąsiadami pewnie jeszcze poczekamy, świadomość, że nasz dom nie jest anomalią statystyczną, a kosmicznym standardem, jest fascynująca.
