מחפש סביבה שאינה כדור הארץ לחיים מחוץ לכדור הארץ

מחפש סביבה שאינה כדור הארץ לחיים מחוץ לכדור הארץ

כידוע, הופעת החיים דורשת שלושה אבני בניין: מקור אנרגיה, גישה לתזונה ונוכחות מים נוזליים.

מעבר לדרישות אלה, עדיין לא ידוע באיזו מידה תנאים על כוכבי לכת אחרים צריכים להידמות לכדור הארץ כדי להיות ראויים למגורים. אבל מה אם נחפש כוכבי לכת אחרים מלבד כדור הארץ, אך בעלי יכולת פוטנציאלית להכיל חיים אקזוטיים במקום לחפש כוכבי לכת דמויי כדור הארץ?

קיימת אפשרות שמרכיב מפתח לחיים, מים נוזליים, עשוי להתקיים על כוכבי לכת שאינם דומים לסביבת כדור הארץ.

עכשיו, חוקרים מאוניברסיטת ברן, אוניברסיטת ציריך והמרכז הלאומי לכשירות מחקר (NCCR) PlanetS מדווחים במחקר חדש כי מים נוזליים יכולים להתקיים גם במשך מיליארדי שנים על כוכבי לכת שונים מאוד מכדור הארץ. רעיון זה מטיל ספק בהשקפה הרווחת של חיפוש אחר כוכבי לכת דמויי כדור הארץ לצורך מגורים.

התחקות אחר הסביבה הראשונית של כדור הארץ

אחת הסיבות שהמים יכולים להיות נוזליים על פני כדור הארץ היא האטמוספירה שלהם", מסבירה מחברת המחקר רוית הלד, פרופסור לאסטרופיזיקה תיאורטית באוניברסיטת ציריך וחברה ב-NCCR PlanetS. "עם אפקט החממה הטבעי שלו, הוא שומר על כמות החום הנכונה כדי ליצור את התנאים הנכונים לאוקיינוסים, נהרות וגשם", אומר החוקר.

נכון לעכשיו, רוב הביומסה של כדור הארץ מרוכזת על פני השטח שלו. בעיקר בגלל אורגניזמים פוטוסינתטיים מורכבים כמו צמחי אדמה. במהלך רוב ההיסטוריה הגיאולוגית שלה, ביומסה זו הייתה קיימת בעיקר בתת-קרקע, כמו האוקיינוס.

החיים הסתגלו לסביבות קיצוניות רבות אחרות, כמו עומק האוקיינוס ​​בלחצים של קבאר, אם כי לא ידוע כמה מהאורגניזמים הללו חיים ללא תלות בחיים על פני השטח.

בחיפוש אחר חיים על כוכבי לכת מחוץ לכדור הארץ, יש לקחת בחשבון שחיים יכולים להתבטא ולשגשג בתנאים שייחשבו קיצוניים על פני כדור הארץ מאורגניזמים שכבר נמצאו על פני כדור הארץ.

כאשר כוכב הלכת נוצר מגז ואבק קוסמיים, הוא אסף אטמוספירה המורכבת בעיקר ממימן והליום. אווירה זו נקראת האווירה הקדמונית.

לאטמוספירה הקדמונית, הנשלטת על ידי מימן והליום, לא היו מספיק גזי חממה חשובים בכדור הארץ, כמו CO2 או מתאן. עם זאת, אם האטמוספירה מספיק מסיבית, H2 יפעל כגז חממה. בלחץ מספיק, המולקולות H2 לסבול מספיק התנגשויות כדי ליצור מומנט דיפול, הגורם להם לספוג קרינת אינפרא אדום מכוכב הלכת; זה ידוע בשם 'ספיגה הנגרמת על ידי התנגשות'. זה יכול להעלות את טמפרטורת פני השטח מספיק כדי לאפשר אוקיינוס ​​של מים נוזליים.

במשך תקופה מסוימת, כדור הארץ איבד את האטמוספירה הקדמונית שלו.

כוכבי לכת מסיביים יכולים לאסוף אטמוספרות קדמוניות גדולות בהרבה, שבהן הם יכולים להחזיק ללא הגבלה במקרים מסוימים. "אטמוספרות ראשוניות מסיביות כאלה יכולות גם לגרום לאפקט חממה - בדומה לאטמוספירה של כדור הארץ כיום. אז רצינו לברר אם האטמוספרות האלה יכולות לעזור ליצור את התנאים הדרושים למים נוזליים", אומר הלד.

צוות המחקר עיצב בקפידה כמה כוכבי לכת ודמה את התפתחותם במשך מיליארדי שנים.

תכונות האטמוספרות של כוכבי הלכת ועוצמת הקרינה מהכוכבים שלהם, כמו גם החום הפנימי של כוכבי הלכת המקרינים כלפי חוץ, הגיבו. החום הגיאותרמי הזה ממלא רק תפקיד מינורי עבור תנאי פני השטח של כדור הארץ, אבל יכול לתרום באופן משמעותי יותר על כוכבי לכת עם אטמוספרות ראשוניות מסיביות.

"מה שמצאנו הוא שבמקרים רבים אטמוספרות קדומות אבדו בגלל קרינה עזה מכוכבים, במיוחד על כוכבי לכת שקרובים לכוכב שלהם. אבל במקרים שבהם נשארות אטמוספרות, יכולים להיווצר התנאים הנכונים למים נוזליים", מדווחת מרית מול לוס, Ph.D. סטודנט ומחבר ראשי של המחקר. לדברי החוקר מאוניברסיטת ברן ומאוניברסיטת ציריך, "במקרים בהם מגיע חום גיאותרמי מספיק לפני השטח, אין אפילו צורך בקרינה מכוכב כמו השמש כדי שישררו תנאים על פני השטח המאפשרים את הקיום. של מים נוזליים. . חבר ב-NCCR PlanetS.

פתיחת השקפה חדשה על החיפוש אחר חיים מחוץ לכדור הארץ: על כוכבי לכת שאינם דמויי כדור הארץ

"עבור רבים, זה עשוי להפתיע. אסטרונומים מצפים בדרך כלל למים נוזליים להתרחש באזורים סביב כוכבים שמקבלים את הכמות הנכונה של קרינה: לא יותר מדי, כך שהמים לא מתאדים, ולא מעט מדי, כדי שלא יקפאו. כריסטוף מורדסיני, פרופסור לאסטרופיזיקה תיאורטית באוניברסיטת ברן וחבר ב-NCCR PlanetS מסביר.

"כיוון שזמינותם של מים נוזליים היא תנאי מקדים סביר לחיים, וככל הנראה לקח לחיים מיליוני שנים רבות להופיע על כדור הארץ, זה יכול להרחיב מאוד את האופק לחיפוש אחר צורות חיים זרות. בהתבסס על התוצאות שלנו, הוא עשוי אפילו להופיע במה שנקרא כוכבי לכת צפים שאינם מקיפים כוכב", אומר מורדסיני.

הגבלה של המחקר

חוקרים טוענים שלמרות שהתוצאות שלהם נראות מבטיחות, הם לא יודעים עד כמה נפוץ האטמוספרה הנכונה יחד עם נוכחותם של מים נוזליים בכל כוכב לכת.

ניתן לפתור את השאלה כיצד יתעוררו חיים על כוכבי לכת בתנאים הנכונים בעזרת אסטרוביולוגים.

"בכל זאת, עם העבודה שלנו, הראינו שהרעיון שלנו במרכז כדור הארץ של כוכב לכת ידידותי לחיים יכול להיות צר מדי", מסכם מורדסיני.

    כוכבי לכת עם אטמוספירת מימן-הליום ראשונית מציגים מגוון רחב של תנאים המאפשרים מים נוזליים. © (CC BY-NC-SA 4.0) – Thibaut Roger – Universität Bern – Universität Zürich.

      הפניה ליומן

      מרית מול לוס, רוית הלד וכריסטוף מורדסיני. תנאי מגורים פוטנציאליים לטווח ארוך על כוכבי לכת עם אטמוספרות H-He ראשוניות. אסטרונומיה של הטבע (2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01699-8

הודעות קשורות

השאר תגובה

שְׁגִיאָה: