Milline on elamiskõlbliku eksoplaneedi retsept?

Kunstniku kontseptsioon Kepler-452b-st, mis on esimene Maa-lähedane maailm, mis leiti kaugel päikesetaolise tähe asustatavas tsoonis. Pilt NASA / Ames / JPL-Caltech kaudu.

Sageli kuuleme sõna eksoplaneedid kõrval terminit “elamiskõlblik”. Millised eksoplaneedid on elamiskõlblikud; st mis on võimelised elu toetama? Kuid kuidas teadlased seda määravad? Kas on erinevaid elamisvõimalusi? Rice'i ülikool teatas 17. septembril 2018, et - nendele küsimustele vastamiseks - on NASA väljaande Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) välja andnud 7, 7 miljonit dollarit uue 5-aastase uurimisprogrammi jaoks, mis uurib põhjalikult eksoplaneedi asustatavust. Uues programmis võetakse kasutusele multidistsiplinaarne ja institutsioonidevaheline lähenemisviis, et teada saada, millised looduslikud retseptid võimaldavad kivisel planeedil - nagu Maa - elamiskõlblikuks muutuda.

Uue programmi nimi on CLEVER Planets - eluliste lenduvate elementide tsüklid kivistel planeetidel. Maa- ja planeediteadlane Rajdeep Dasgupta on uue programmi peamine uurija (juht). Ta kirjutas:

Elamisretsept, nagu me seda teame, nõuab selliseid olulisi elemente nagu süsinik, hapnik, lämmastik, vesinik, fosfor ja väävel. Kuid kivise planeedi elu esimene miljard aastat on tormiline. Maal tähistas seda perioodi tohutu muutus, mitte ainult pinnal, vaid ka planeedi sees.

Planeedi asustatavuse tagamiseks peavad eluks vajalikud elemendid seda perioodi säilitama biosaadaval kujul.

Kõik kivised planeedid pole elamiskõlblikud, elav näideteks on Merkuur ja Veenus. Et saaksime elu toetada, vähemalt nagu me seda teame, peavad olema teatud tingimused. Vedel vesi, õiged kemikaalid ja sobivad temperatuurid on kõik Maa retsepti vajalikud koostisosad.

Kunstniku kontseptsioon eksoplaneedi TRAPPIST-1f pinnast, mis on üks seitsmest teadaolevast Maa suurusest planeedist, mis tiirleb tähe TRAPPIST-1 ümber. Vähemalt mõned neist maailmadest on potentsiaalselt elamiskõlblikud. Pilt NASA / JPL-Caltechi kaudu.

Uus programm keskendub sellele, mis juhtub nende eluks vajalike elementidega planeedi evolutsiooni varases staadiumis. Sellesse kuuluvad astrofüüsika, geoloogia, geokeemia, geofüüsika, orgaanilise keemia ning atmosfääri- ja kliimateaduste eksperdid, samuti Rice'i kaasuurijad, NASA Johnsoni kosmosekeskus, UCLA, California ülikool, Davis ja Colorado ülikool, Boulder. Dasgupta sõnul:

Meil on teadmisi eluks vajalike elementide leidmiseks esimese miljardiaastase teekonna jooksul protoplanetaarsetest ketastest kuni noorte maailmade pinnal asuvate prebiootiliste molekulideni. Mõned selles protsessis kesksed protsessid - need, mis toimuvad planeedi sees, ja tagasiside, mis seob siseprotsessid pinnal toimuvatega - on eksoplaneetide kontekstis suuresti uurimata.

Teadlased saavad kasutada oma teadmisi meie päikesesüsteemi kivistest planeetidest - Merkuurist, Veenusest, Maast ja Marsist - ja kasutada seda selleks, et aidata teiste päikesesüsteemide kivistel maailmadel elada või mitte. Pilt Wikimedia Commonsi kaudu.

Programmi peamine eesmärk on uurida eluks vajalike elementide (süsinik, hapnik, vesinik, lämmastik, väävel ja fosfor - COHNSP) päritolu ja tsüklit noortel kivistel planeetidel. See teeb kindlaks, kus elamiskõlblikud nišid kõige tõenäolisemalt esinevad, millised planeedid on kõige tõenäolisemalt elamiskõlblikud ja millal on evolutsiooniajaloos sellised elamiskõlblikud tingimused kõige tõenäolisemad.

Selle meeskond ütles ka, et CLEVER-planeedid tuginevad juba omandatud teadmistele meie päikesesüsteemi kiviste planeetide, kuude ja muude objektide kohta, kuid ekstrapoleerib need siis teistesse tähtede ümber tiirlevatesse kivistesse maailmadesse. Nagu Dasgupta selgitas:

Me teame oma päikesesüsteemi kohta rohkem kui ükski teine. See on võrdleva planetoloogia jaoks väga kasulik, kuid meie otsingu keskpunkt on väljaspool meie enda tagaaeda. Tahame ehitada ja piirata nii palju võimalikke teid kivise planeedi asustatavusse kui võimalik.

NASA rahastatud projekti CLEVER Planets viieaastase projekti Rice teaduskonna uurijate hulka kuuluvad Andrea Isella, Rajdeep Dasgupta, Laurence Yeung, Cin-Ty Lee, Pedram Hassanzadeh ja Adrian Lenardic. Pilt Jeff Fitlow / Rice University kaudu.

NExSS on NASA teadusuuringute koordinatsioonivõrk, mis on pühendatud planeetide asustatavuse uurimisele. NExSSi eesmärgid on uurida eksoplaneetide mitmekesisust ja õppida, kuidas nende ajalugu, geoloogia ja kliima mõjutavad üksteist elu tingimuste loomiseks. Sellega kiirendab NExSS teiste potentsiaalselt elu kandvate maailmade avastamist ja iseloomustamist galaktikas.

Tuhanded eksoplaneedid on juba avastatud, sealhulgas sellised, mis võivad olla potentsiaalselt elamiskõlblikud - kivised maailmad, nagu Maa, mis tiirlevad nende tähtede elamispiirkondades. Teadlaste hinnangul ootab leidmist veel palju teisi ning sellised programmid nagu CLEVER Planeedid aitavad neil kindlaks teha, millised neist on tegelikult potentsiaalselt elamiskõlblikud ja kuidas neist selliseks sai . Kas elu Maal on looduse veidrik või on ka muid võimalikke retsepte seal elamiseks?

Alumine rida: Me teame endiselt ainult ühe planeedi - Maa - elust, kuid teadlased tahavad teada, millised retseptid võiksid luua teisi elamiskõlblikke maailmu. Sellele küsimusele aitab vastata uus multidistsiplinaarne ja multiinstitutsiooniline lähenemisviis - Clever Planets, mida juhib Rice University.

Rice University uudiste ja meedia kaudu