Wiemy, że Ziemia jest przyjazna dla życia – wszak na niej mieszkamy. Ale czy spoglądając na nią z odległości kilkuset lat świetlnych też byśmy uznali, że jest doskonałym kandydatem na planetę przyjazną dla życia?
Dobrą – tak, ale nie doskonałą – tak uważa astronom Rory Barnes z mieszczącego się na University of Washington Virtual Planetary Laboratory. Na powyższe pytanie, pośród innych, starał się wraz ze współpracownikami odpowiedzieć w najnowszym artykule naukowym.
Barnes, który jest profesorem astronomii na UoW, wraz ze współpracownikami opracowuje „indeks przyjazności dla życia planet tranzytujących”, którego zadaniem jest określanie, które z odkrytych egzoplanet mają większą lub mniejszą szansę na warunki przyjazne dla życia.
Astronomowie odkrywają możliwe egzoplanety nie bezpośrednio, a obserwując spadki jasności promieniowania gwiazd, do których dochodzi gdy planeta przechodzi na tle ich tarczy blokując część promieniowania gwiazdy. Do określenia warunków na planecie trzeba uwzględnić wiele czynników takich jak ilość energii otrzymywanej od gwiazdy, odległość i promień orbity oraz zachowanie innych pobliskich planet. Spektrometria pozwala na oszacowanie masy i promienia gwiazdy macierzystej – dzięki tym danym astronomowie mogą oszacować rozmiar samej planety.
Zebrane w ten sposób informacje pozwalają na stworzenie modelu planety, który następnie porównywalny jest z informacjami o innych planetach. „I wtedy staramy się określić, czy na tej planecie mogą istnieć warunki przyjazne do powstania życia.”
Jednak potwierdzanie istnienia planet to metodyczna i czasochłonna praca, a dostęp do dużych teleskopów jest bardzo kosztowny. Indeks przyjazności dla życia (habitability index) pomaga astronomom zdecydować, którym planetom warto przyjrzeć się dokładniej.
Po uwzględnieniu niezliczonych obliczeń, indeks dla Ziemi obserwowanej z odległości w jakich obserwujemy egzoplanety, wynosi 82%.
Ale zaraz… – tylko 82 procent?
Dlaczego Ziemia – jedyny i doskonały przykład planety kipiącej życiem – nie otrzymała oceny 100%?
„Tracimy trochę punktów, bowiem znajdujemy się troszeczkę za blisko gwiazdy,” mówi Barnes. „W rzeczywistości znajdujemy się blisko wewnętrznej krawędzi ekostrefy. Gdybyśmy zaobserwowali Ziemię za pomocą aktualnie wykorzystywanych technik – moglibyśmy uznać, że znajduje się za blisko Słońca, aby było na niej życie.”
Ekostrefa to przedział odległości od gwiazdy, w którym na powierzchni skalistej planety może istnieć woda w stanie ciekłym, która jest jednym z czynników niezbędnych dla życia takiego, jakie znamy.
Jednak odległość od gwiazdy macierzystej jest tylko jednym z wielu czynników uwzględnianych przez Barnes i współpracowników przy ustalaniu indeksu przyjazności dla życia. Inne to skład chemiczny planety, szczegóły jej orbity oraz zachowanie pobliskich planet.
W swoim artykule Barnes wraz z współautorami uważa, że potencjalna przyjazność dla życia zależy także od „kwestii chłodzenia.” Wiemy, że w pewnej odległości od gwiazdy występuje ekostrefa, ale istotne też jest jak skutecznie planeta re-emituje energię – od tego uzależnione jest występowanie odpowiednich warunków do istnienia ciekłej wody na jej powierzchni.
Dlaczego zatem nasza obecność na Ziemi nie gwarantuje wyniku 100%? Ponieważ astronomowie obserwujący Ziemię z odległości setek czy tysięcy lat świetlnych nie wiedzieliby o naszym istnieniu.
„Musimy pamiętać, że naukowcy obserwujący Ziemię z takiej odległości nie wiedzieliby o niej absolutnie nic,” mówi Barnes. „Nie wiedzieliby o istnieniu oceanów, wielorybów i życia – widzieliby jedynie punkt, który powoduje spadek jasności gwiazdy, którą ten punkt okrąża.”
Tu powstają dodatkowe pytania. Ludzie z pewnością byliby podekscytowani gdyby astronomowie odkryli dokładną bliźniaczkę Ziemi krążącą wokół dokładnej bliźniaczki Słońca. Jednak jeżeli mielibyśmy zdecydować czy poświęcić środki i czas na badanie takiej bliźniaczki – znajdującej się blisko super-gorącej wewnętrznej krawędzi ekostrefy – czy na badanie innej planety, której przyznano wyższy indeks przyjazności dla życia – co byśmy wybrali?
Bliźniaczka Ziemi nie byłaby zadowolona z naszego wyboru.
Więcej informacji:
- artykuł naukowy: http://arxiv.org/abs/1509.08922
Źródło: University of Washington