Земя 2 или по-добрият близнак

Един от свещените граали в търсенето на извънземния живот е да се намери това, което астробиолозите наричат „Земя 2“ – екзопланета, която изглежда почти като близнак на Земята. Идеята е, че такъв свят има възможно най-голям шанс да приюти живота, какъвто го познаваме.

Стефани Олсън от Университета в Чикаго обаче, предлага друг подход. Първо да разгледаме факторите, които правят Земята обитаема и след това да търсим нещо дори още по-добро. Не просто дубликат на Земята, а планета, която може да предложи дори по-добри условия за обитаване.

Част от онова, което прави Земята обитаема, казва Олсън пред астробиологичната конференция AbSciCon 19 в Белвю, Вашингтон, САЩ, са теченията в океаните на планетата; не просто повърхностни течения, а тези, които позволяват на водата да се издига от дълбините на океаните.

„Такива течения са жизнено важни“, казва тя, „защото земният живот е концентриран предимно в най-плитките части на океаните, където има достатъчно светлина за фотосинтеза“.

В същото време, растежът в тези води, ги кара да се изчерпват от хранителни вещества, тъй като растящите организми в тях поглъщат наличните такива. По-лошо, докато част от тези организми умират, някои се заселват в дълбините, носейки своите хранителни вещества, вместо да ги освобождават обратно в повърхностната екосистема, за да се разлагат.

Резултатът е, че без повтарящи се течения дълбочините ще стават все по-богати на хранителни вещества, докато повърхностните води ще стават все по-изчерпани.

„Ако погледнете карта на фотосинтезата в океаните на Земята, ще видите, че тя е съсредоточена предимно в райони, в които се наблюдава повдигане на пластове вода от дълбочините“, казва Олсън. Това означава че здравата биосфера се нуждае от механизъм, който да върне дълбоките води на повърхността.

На Земята това идва от повърхностни ветрове, особено такива, които идват от брега на големи сухоземни маси. Те избутват повърхностната вода далеч от сушата, като по този начин изтеглят водата от дълбините, която я замества. Ето защо много от най-продуктивните региони в океаните на Земята са по континентални граници, казва Олсън.

За да види какви видове планети най-лесно могат да произведат този ефект, тя моделира ефекта от редица параметри, вариращи от маса, радиус и разстояние от техните слънца до силата на техните сезони. Но само два от тези параметри наистина имат значение, заключава тя: плътността на атмосферата им и продължителността на дните им. И в нито един случай Земята не излиза на върха на класирането за най-добро място за живот.

Една по-плътна атмосфера създава по-силни ветрове, произвеждащи по-бързо рециклиране на хранителни вещества от дълбините. А планетите с по-дълги дни от тези на Земята имат по-добри условия да произвеждат най-подходящите ветрове за това.

Светове с повече континенти, с по-гъста атмосфера и по-дълги дни могат да бъдат по-подходящи за живота, в сравнение с нашия. Според Олсън, проучванията на екзопланетите се приближават до точката, в която може да забележим тези, които са по-добри от Земята, измежду хилядите други.

Така например, казва тя, такива континенти и степента на техния потенциал да произвеждат ветрове в океаните, скоро ще могат да бъдат картографирани чрез проучване на вариациите в яркостта им, тъй като земите и океаните се въртят по повърхността. „Океаните са тъмни, а континентите са ярки и отразяващи“, казва тя.

По същия начин, плътността на атмосферата може да се определи от нейния цвят. На Земята, казва тя, „имаме синя атмосфера, защото тя разпръсква светлината. Това се случва само в гъста атмосфера.

Скоростта на ротация на планетата може да се определи от това колко бързо преминават континентите и океаните.

Мишел Хил от Университета на Калифорния, отбелязва, че докато досега търсенето на обитаеми светове в други слънчеви системи се фокусира предимно върху планети, възможно е също така извънземните слънчеви системи да имат обитаеми екзолуни: Земни светове, обикалящи гигантски планети, които сами по себе си не са обитаеми, но които са на точното разстояние от техните слънца, за да може луната да ги обикаля, за да не бъде нито твърде гореща, нито прекалено студена.

Към днешна дата е открита само една таква екзолуна, при това, откритието не е напълно потвърдено.

Ловците на екзопланети са открили изненадващо голям брой планети-гиганти, които обикалят слънцето си в така наречената обитаема зона, в която те не са нито твърде близо, нито твърде далеч, за да има земноподобен свят с течна вода, казва Хил. И няма очевидна причина да се предположи, че тези планети нямат големи луни.

„Учените могат да разширят търсенето на светове, върху които би могъл да съществува живот”, казва тя. Всъщност, тези луни могат да бъдат по-обитаеми от самостоятелни планети, които обикалят подобни звезди, защото имат значително по-голям набор от потенциални източници на енергия, за да подхранват биосферата.

Вместо просто да разчита на енергия от слънцето, казва Хил , те също могат да бъдат затоплени и от отразената светлина, идваща от гигантските планети, около които обикалят. Те също могат да бъдат затоплени от вътрешната страна чрез приливна енергия, създадена от гравитационните сили.

„Те имат по-голямо разнообразие от енергийни източници“, казва Хил. „Поради това обитаемата зона на тези луни [разстоянието, на което те могат да бъдат от техните слънца без прегряване или замръзване], може да бъде по-широка от обитаемата зона на техните планети.“

Находките на Хил и Олсън са примери за съзряване на астробиологията от едно поле, което не е било много отдавна определяно, като „наука без предмет“ (тъй като никой никога не е идентифицирал извънземна форма на живот) към все по-зрялата област на изследване.

Отчасти, казва Роналд Търнър, старши научен съветник в програмата за иновативни модерни концепции на НАСА, голяма част от този напредък идва от откритието, че екзопланетите са реални и много често срещани.

Новата астробиология, представена от желанието на Олсън да търси светове с идеални видове континенти, подходяща продължителност на деня и атмосферно налягане, също е вдъхновена от експлозия в способността да се създават все по-добри телескопи. „Развитието на технологиите през последното десетилетие е това, което позволява тази нова ера“, казва Търнър.