İlkel bir hidrojen ve helyum atmosferine sahip düşük kütleli gezegenler, suyun sıvı fazda olmasına izin veren sıcaklıklara ve basınçlara sahip olabilir. Sıvı suyun varlığı yaşam için elverişlidir, bu nedenle bu gezegenler potansiyel olarak milyarlarca yıl boyunca egzotik yaşam alanlarını barındırır. Kredi: © (CC BY-NC-SA 4.0) – Thibaut Roger – Universität Bern – Universität Zürich
Sıvı su, bir gezegende yaşamın gelişmesi için önemli bir ön koşuldur. Araştırmacıların yeni bir çalışmada bildirdiği gibi, sıvı su da Dünya’dan çok farklı gezegenlerde milyarlarca yıl boyunca var olabilir. Bu, şu anda Dünya merkezli potansiyel olarak yaşanabilir gezegenler fikrimizi sorguluyor.
Dünya’da yaşam okyanuslarda başladı. Diğer gezegenlerde yaşam arayışında, sıvı su potansiyeli bu nedenle kritik bir bileşendir. Onu bulmak için araştırmacılar geleneksel olarak bizimkine benzer gezegenler aradılar. Yine de, uzun vadeli sıvı su, Dünya’dakine benzer koşullar altında olmak zorunda değildir. Araştırmacılar Bern Üniversitesi ve National Center of Competence in Research (NCCR) PlanetS üyesi olan Zürih Üniversitesi, dergide 27 Haziran 2022’de yayınlanan bir çalışmada rapor veriyor. Doğa AstronomiBu elverişli koşullar, ana gezegenimize neredeyse hiç benzemeyen gezegenlerde milyarlarca yıl boyunca bile meydana gelebilir.
İlkel Seralar
Zürih Üniversitesi’nde Teorik Astrofizik Profesörü ve NCCR PlanetS üyesi olan ortak yazar Ravit Helled, “Suyun Dünya’da sıvı olmasının nedenlerinden biri de atmosferidir” diye açıklıyor. Araştırmacı, “Doğal sera etkisi ile okyanuslar, nehirler ve yağmur için doğru koşulları yaratmak için doğru miktarda ısıyı yakalar” diyor.
Ancak, Dünya’nın atmosferi eski tarihinde çok farklıydı. Helled, “Gezegen ilk kez kozmik gaz ve tozdan oluştuğunda, çoğunlukla Hidrojen ve Helyumdan oluşan bir atmosfer topladı – sözde ilkel atmosfer”. Bununla birlikte, evrimi boyunca, Dünya bu ilkel atmosferi kaybetti.
Diğer, daha büyük gezegenler, bazı durumlarda süresiz olarak tutabilecekleri çok daha büyük ilkel atmosferler toplayabilir. “Böyle devasa ilkel atmosferler aynı zamanda bir sera etkisine neden olabilir – bugün Dünya’nın atmosferine çok benzer. Bu nedenle, bu atmosferlerin sıvı su için gerekli koşulları yaratmaya yardımcı olup olmayacağını öğrenmek istedik” diyor Helled.
NCCR PlanetS, Bern Üniversitesi, Zürih Üniversitesi. Kredi: © C. Mordasini, M. Mol, R. Helled’in izniyle
Milyarlarca Yıl İçin Sıvı Su
Bunu yapmak için araştırma ekibi, sayısız gezegeni kapsamlı bir şekilde modelledi ve milyarlarca yıl boyunca gelişimlerini simüle etti. Sadece gezegenlerin atmosferlerinin özelliklerini değil, aynı zamanda ilgili yıldızların radyasyonunun yoğunluğunu ve ayrıca gezegenlerin dışa doğru yayılan iç ısısını da hesaba kattılar. Yeryüzünde, bu jeotermal ısı, yüzeydeki koşullarda yalnızca küçük bir rol oynarken, büyük ilkel atmosferlere sahip gezegenlerde daha önemli bir katkıda bulunabilir.
“Bulduğumuz şey, birçok durumda, özellikle yıldızlarına yakın gezegenlerde, yıldızlardan gelen yoğun radyasyon nedeniyle ilkel atmosferlerin kaybolduğudur. Ancak atmosferin kaldığı durumlarda, sıvı su için doğru koşullar oluşabilir” diyor, doktora öğrencisi ve çalışmanın baş yazarı Marit Mol Lous. Bern Üniversitesi ve Zürih Üniversitesi’ndeki araştırmacıya göre, “yeterli jeotermal ısının yüzeye ulaştığı durumlarda, Güneş gibi bir yıldızdan radyasyon gerekli bile değildir, böylece yüzeyde sıvının varlığına izin veren koşullar hakim olur. su.”
NCCR PlanetS’in bir üyesi olan araştırmacı, “Belki de en önemlisi, sonuçlarımız bu koşulların çok uzun süreler boyunca – on milyarlarca yıla kadar – devam edebileceğini gösteriyor.
Dünya Dışı Yaşam Arayışı için Ufku Genişletmek
“Birçoğu için bu bir sürpriz olabilir. Gökbilimciler tipik olarak, yıldızların çevresinde tam olarak doğru miktarda radyasyon alan bölgelerde sıvı suyun oluşmasını beklerler: çok fazla değil, böylece su buharlaşmaz ve çok az değil, böylece tamamen donmaz” Bern Üniversitesi’nde Teorik Astrofizik Profesörü ve NCCR PlanetS üyesi Christoph Mordasini açıklıyor.
“Sıvı suyun mevcudiyeti yaşam için muhtemel bir ön koşul olduğundan ve yaşamın Dünya’da ortaya çıkması muhtemelen milyonlarca yıl sürdüğünden, bu, uzaylı yaşam formlarını arama ufkunu büyük ölçüde genişletebilir. Mordasini, sonuçlarımıza dayanarak, bir yıldızın etrafında dönmeyen sözde serbest yüzen gezegenlerde bile ortaya çıkabilir” diyor.
Yine de araştırmacı temkinli olmaya devam ediyor: “Sonuçlarımız heyecan verici olsa da, bir tuz tanesi ile düşünülmeli. Bu tür gezegenlerin uzun süre sıvı suya sahip olmaları için doğru miktarda atmosfere sahip olmaları gerekir. Bunun ne kadar yaygın olduğunu bilmiyoruz.”
“Ve doğru koşullar altında bile, böyle egzotik bir potansiyel habitatta yaşamın ortaya çıkmasının ne kadar muhtemel olduğu belirsizdir. Bu astrobiyologlar için bir soru. Yine de çalışmalarımızla, Dünya merkezli yaşam dostu bir gezegen fikrimizin çok dar olabileceğini gösterdik, ”diyor Mordasini.
Referans: Marit Mol Lous, Ravit Helled ve Christoph Mordasini, 27 Haziran 2022, “İlkel H-He atmosferlerine sahip gezegenlerde potansiyel uzun vadeli yaşanabilir koşullar”, Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-022-01699-8