Каква е рецептата за обитаема екзопланета?

Концепцията на художника за Kepler-452b, първият свят почти с размер на Земята, открит в обитаемата зона на далечна звезда, подобна на слънце. Изображение чрез NASA / Ames / JPL-Caltech.

Често чуваме термина „обитаем“ до думата екзопланети. Кои екзопланети са обитаеми; тоест кои са способни да поддържат живота? Но как учените определят това? Има ли различни видове обитаемост? Университетът Райс обяви на 17 септември 2018 г., че - за да отговори на тези въпроси - Nexus за наука на системата на екзопланетите (NExSS) на НАСА му е отпуснал 7, 7 милиона долара за нова 5-годишна изследователска програма, която ще проучи обитаемостта на екзопланетите в дълбочина. Новата програма ще използва мултидисциплинарен, мултиинституционален подход за намиране на това, какви природни рецепти могат да позволят на скалиста планета - като Земята - да се обитава.

Новата програма се нарича CLEVER Planets - Цикли на жизненоважните летливи елементи в скалните планети. Ученият за Земята и планетите Радждеп Дасгупта е главен изследовател (ръководител) на новата програма. Той написа:

Рецептата за живот, както знаем, изисква основни елементи като въглерод, кислород, азот, водород, фосфор и сяра. Но първите милиарди години от живота на скалистата планета са бурни. На Земята този период бе белязан от огромни промени не само на повърхността, но и вътре в планетата.

За планетарното обитаване жизненоважните елементи трябва да преживеят този период под формата на бионаличност.

Не всички скални планети ще бъдат обитаеми, като Меркурий и Венера са основни примери. За да можем да поддържаме живота, поне както го познаваме, трябва да съществуват определени условия. Течната вода, подходящите химикали и подходящите температури са всички необходими „съставки“ в земната рецепта.

Концепция на художника за повърхността на екзопланетата TRAPPIST-1f, една от седемте известни планети с размер на Земята, обикалящи около орбитата на звездата TRAPPIST-1. Поне някои от тези светове са потенциално обитаеми. Изображение чрез NASA / JPL-Caltech.

Новата програма ще се съсредоточи върху това, което се случва с онези елементи, необходими за живота, в ранните етапи на еволюцията на планетата. В него ще бъдат включени експерти от астрофизиката, геологията, геохимията, геофизиката, органичната химия и науката за атмосферата и климата, както и 111 съ-изследователи от Райс, космическия център на Джонсън от NASA s Johnson, UCLA, Калифорнийския университет, Дейвис и Университета на Колорадо, Боулдър. Според Дасгупта:

Ние притежаваме експертния опит да проследяваме жизненоважни елементи през първото милиардно пътуване от протопланетарните дискове до пребиотичните молекули на повърхността на младите светове. Някои от процесите, които са централни за този, тези, които се случват вътре в планетата, и обратните връзки, които свързват вътрешните процеси с тези на повърхността, са до голяма степен неизследвани в контекста на екзопланетите.

Учените могат да вземат своите знания за скалните планети в нашата Слънчева система - Меркурий, Венера, Земята и Марс - и да използват това, за да помогнат как други скални светове в други слънчеви системи могат да бъдат обитаеми или не. Изображение чрез Wikimedia Commons.

Основната цел на програмата е да изследва произхода и циклите на жизненоважни елементи (въглерод, кислород, водород, азот, сяра и фосфор COHNSP) в младите скални планети. Той ще идентифицира къде най-вероятно е да се обитават ниши, кои планети са най-вероятни за обитаване и кога в тяхната еволюционна история такива условия на обитаемост са най-вероятни.

Нейният екип каза още, че CLEVER Planets ще надгражда знанията, вече получени за скалните планети, луни и други обекти в нашата собствена Слънчева система, но след това екстраполира това към скалисти светове в орбита на други звезди. Както обясни Дасгупта:

Ние знаем повече за нашата собствена слънчева система от всяка друга. Това е много полезно за сравнителната планетология, но фокусът на нашето търсене е извън собствения ни задния двор. Искаме да изградим и ограничим колкото се може повече пътища към обитаемостта на скалистите планети.

Изследователи на оризовия факултет за петгодишния проект, финансиран от НАСА CLEVER Planets, включват Андреа Изела, Радждейп Дасгупта, Лорънс Йюнг, Син-Тай Лий, Педрам Хасанзаде и Адриан Ленардич. Изображение чрез Джеф Фитлоу / Райс университет.

NExSS е координационна мрежа на НАСА за научни изследвания, посветена на изследването на планетарната обитаемост. Целите на NExSS са да изследва разнообразието от екзопланети и да научи как тяхната история, геология и климат взаимодействат помежду си, за да създадат условия за живот. По този начин NExSS ще ускори откриването и характеризирането на други потенциално животоподобни светове в галактиката.

Вече са открити хиляди екзопланети, включително такива, които могат да бъдат потенциално обитаеми - скални светове като Земята, орбитиращи в обитаемите зони на своите звезди. Учените очакват много други чакат да бъдат намерени и програми като CLEVER Planets ще им помогнат да определят кои от тях всъщност са потенциално обитаеми и как са станали по този начин . Животът на Земята е изрод на природата или има други възможни „рецепти“ за живот там?

Долен ред: Все още знаем само за живота на една планета - Земята, но учените се чудят какви рецепти биха могли да произведат други обитаеми светове. Нов мултидисциплинарен и мулти институционален подход - наречен „Умни планети“, воден от университета Райс - ще помогне да се отговори на този въпрос.

Новини и медии от университета Райс