Ayların sıvı suyu tutmasına ve muhtemelen yaşamı mümkün kılmasına izin veren özelliklerin incelenmesi

Sıvı su, Dünya’da bildiğimiz şekliyle yaşamın ortaya çıkması için en önemli bileşenlerden biridir. Astrofizik, astrokimya ve biyokimya alanlarından ORIGINS Kümesi araştırmacıları şimdi yeni, disiplinler arası bir işbirliğiyle, serbest yüzen gezegenlerin etrafındaki ayların sıvı suyu yeterince uzun süre tutmasına ve böylece yaşamı mümkün kılmasına izin veren gerekli özellikleri belirledi.

Çalışma şu dergide yayınlandı: Uluslararası Astrobiyoloji Dergisi.

Dünyadaki yaşamın ortaya çıkması için sıvı su çok önemli bir bileşendi. Şimdiye kadar yalnızca bir gezegenin yaşamın ortaya çıktığı bilindiğinden, bilim adamları başka yerlerde de sıvı suyun varlığının yaşamın ortaya çıkmasına yol açabilecek kimyasal evrimde çok önemli bir rol oynadığını varsayıyorlar.

Güneş sistemimizin içinde ve dışında, yaşanabilir bölge, gezegenlerin sıvı su için ne çok sıcak ne de çok soğuk olduğu merkezi yıldızın etrafında halka şeklinde bir bölge tanımlar. Aylar, yaşanabilir bölgenin ötesindeki gezegenlere ait olsalar bile yaşanabilir olabilir. Ancak bu durumda, değişen gelgit kuvvetleri gibi yıldız ısısından başka bir ısı kaynağına sahip olmaları gerekir. Gerçekten de, Satürn’ün uydusu Enceladus, gelgit ısınması sayesinde buz kabuğunun altında gizlenmiş bir sıvı su okyanusuna sahiptir.

Serbest yüzen gezegenlerin etrafındaki aylar yaşanabilir olabilir

Galaksimizde düzinelerce serbest uçan gezegenin (FFP’ler) keşfi, gezegen sistemlerinin erken evrimi ve gezegen oluşumu teorileri hakkındaki anlayışımızı değiştirdi. Bu yalnız gezginler, muhtemelen dinamik dengesizlikler nedeniyle gezegen sistemlerinden atıldılar ve bu nedenle artık bir ebeveyn yıldızları yok. Ancak, sıkı yörüngelerde uyduları varsa, onları kütleçekimsel olarak bağlayabilirler. Bu, Dünya büyüklüğünde uyduları olan Jüpiter benzeri gezegenler için en iyi sonucu verir. Bu şekilde, yaşamın oluşabileceği yeni, beklenmedik yerler ortaya çıkar.

ORIGINS kümesinden araştırmacılar, yıldızsız gezegenlerin uyduları üzerindeki sıvı su ile ilgili önceki bir çalışmada, Jüpiter benzeri gezegenlerin etrafındaki Dünya büyüklüğündeki uyduların gerçekten de sıvı suya sahip olabileceğini gösterdi. Elde ettikleri sonuçlar, Ay yüzeylerindeki olası su miktarının, tüm karasal okyanusların toplam hacminin yalnızca bir kısmı olduğunu, ki bu hala Dünya atmosferinin su içeriğinin yüz katıdır. Bu miktar zaten yaşamın oluşmasına neden olabilecek kimyasal süreçleri sağlamak için yeterlidir. Yakın zamanda ORIGINS bilim adamları tarafından evrimin ilk aşamaları üzerine yapılan bir çalışmada gösterildiği gibi, yerel ıslak-kuru döngüler (buharlaşma ve yoğunlaşma), moleküllerin birikmesini ve RNA’nın polimerizasyonunu teşvik edebilecek gerekli kimyasal karmaşıklığı sağlar.

Astrofizik biyokimya ile buluşuyor

Dış uyduların FFP’ler etrafındaki yörüngesi zamanla daha az eksantrik ve dolayısıyla daha dairesel hale gelir. Bu, gelgit kuvvetlerini ve dolayısıyla ısıtma verimliliğini azaltır. Eşsiz bir işbirliği içinde, Ph.D. öğrenci Giulia Roccetti (ESO, daha önce LMU’da yüksek lisans öğrencisiydi), ORIGINS bilim adamları, Prof. Barbara Ercolano (LMU, Astrophysics), Dr. Karan Molaverdikhani (LMU), Dr. Tommaso Grassi (MPE, Astrochemistry) ve Prof. Dieter Braun (LMU, Biyokimya), uzun zaman ölçeklerinde ay yörüngelerinin evrimini hesaplayabilen yeni, gerçekçi bir model geliştirdi. Bunlar, yaşamın evrimi için gerekli olan birkaç milyar yıllık zaman ölçekleridir.

“Bu şekilde,” diye açıklıyor Giulia Roccetti, “küçük yörünge yarıçaplarına sahip dış ayların, gezegenlerinin gezegen sisteminden fırlatılması sırasında hayatta kalma şansının en yüksek olduğunu, aynı zamanda en uzun süre eksantrik kaldığını ve böylece en uygun şekilde üretebildiğini gördük. gelgit ısısı.” Ayrıca, yoğun atmosferler sıvı haldeki suyun korunmasını kolaylaştırır. Özetle, yetim gezegenlerinin etrafında yakın yörüngelerde dönen Venüs benzeri atmosferlere sahip Dünya büyüklüğündeki uydular, yaşanabilir dünyalar için ilginç yeni adaylardır.