Denne kunstners indtryk viser planetsystemet omkring den sollignende stjerne HD 10180. Calçada
Vores jord føles som et varmt og indbydende sted for os, livsformer, men ud over vores lille planet er størstedelen af solsystemet for koldt til at vi kan leve behageligt. En ny undersøgelse antyder, at planeter i andre solsystemer kan være mere beboelige end vores egne, fordi de samlet set ville være varmere - op til 25% varmere. Dette ville gøre dem mere geologisk aktive og mere tilbøjelige til at tilbageholde nok flydende vand til at understøtte levetiden, i det mindste i dens mikrobielle form. Til gengæld ville "Goldilocks Zone" omkring andre stjerner - den beboelige region - være større end zonen i vores eget solsystem.
Denne nye undersøgelse kommer fra geologer og astronomer ved Ohio State University, der har slået sig sammen for at søge efter et fremmed liv på en ny måde.
De studerede otte "solvinder" af vores sol - stjerner, der meget tæt matcher solen i størrelse, alder og samlet sammensætning - for at måle mængderne af radioaktive elementer, de indeholder. Disse stjerner stammede fra et datasæt optaget af High Precision Radial Velocity Planet Searcher-spektrometeret ved Det Europæiske Sydlige Observatorium i Chile.
De søgte på solcelle-tvillingerne efter elementer som thorium og uranium, som er vigtige for Jordens pladetektonik, fordi de varmer vores planetes indre. Pladetektonik hjælper med at opretholde vand på jordoverfladen, så eksistensen af pladetektonik tages undertiden som en indikator for en planetens gæstfrihed overfor livet.
Af de otte solvinder, som holdet har studeret indtil nu, ser syv ud til at indeholde meget mere thorium end vores Sol - hvilket antyder, at planeter, der kredser rundt om disse stjerner, sandsynligvis også indeholder mere thorium. Det betyder, at planterne er sandsynligvis varmere end vores.
For eksempel indeholder en stjerne i undersøgelsen 2,5 gange mere thorium end vores sol, ifølge teammedlem og Ohio State doktorand Cayman Unterborn. Han siger, at jordbaserede planeter, der dannede sig omkring den stjerne, sandsynligvis genererer 25 procent mere indre varme end Jorden gør, hvilket gør det muligt for pladetektonik at vedvare længere gennem en planetens historie, hvilket giver mere tid til live at opstå.
”Hvis det viser sig, at disse planeter er varmere, end vi tidligere troede, kan vi effektivt øge størrelsen på den beboelige zone omkring disse stjerner ved at skubbe den beboelige zone længere fra værtsstjernen og overveje flere af disse planeter gæstfri til mikrobiel liv , ”Sagde Unterborn, der præsenterede resultaterne på American Geophysical Union-mødet i San Francisco denne uge.
”Hvis det viser sig, at disse planeter er varmere, end vi tidligere troede, kan vi effektivt øge størrelsen på den beboelige zone omkring disse stjerner.”
”På dette tidspunkt er alt, hvad vi med sikkerhed kan sige, at der er en vis naturlig variation i mængden af radioaktive elementer inde i stjerner som vores,” tilføjede han. ”Med kun ni prøver inklusive solen, kan vi ikke sige meget om det fulde omfang af denne variation i hele galaksen. Men ud fra det, vi ved om planetdannelse, ved vi, at planeterne omkring disse stjerner sandsynligvis udviser den samme variation, hvilket har konsekvenser for muligheden for liv. ”
Hans rådgiver, Wendy Panero, lektor ved School of Earth Sciences i Ohio State, forklarede, at radioaktive elementer som thorium, uranium og kalium er til stede i Jordens mantel. Disse elementer varmer planeten indefra på en måde, der er helt adskilt fra den varme, der stammer fra Jordens kerne.
”Kernen er varm, fordi det startede varmt,” sagde Panero. ”Men kernen er ikke vores eneste varmekilde. En sammenlignelig bidragyder er det langsomme radioaktive forfald af elementer, der var her, da Jorden dannede sig. Uden radioaktivitet ville der ikke være tilstrækkelig varme til at drive pladetektonikken, der opretholder overfladehav på Jorden. ”
Forholdet mellem pladetektonik og overfladevand er komplekst og ikke helt forstået. Panero kaldte det "et af de store mysterier i geovidenskaben." Men forskere begynder at formode, at de samme kræfter med varmekonvektion i mantlen, der bevæger jordskorpen på en eller anden måde også regulerer mængden af vand i verdenshavene.
”Det ser ud til, at hvis en planet skal bevare et hav over geologiske tidsforløb, har den brug for en slags skorpes 'genanvendelsessystem', og for os er det mantelkonvektion,” sagde Unterborn.
Især drager mikrobielt liv på jorden fordel af varme under jorden. Scorer af mikrober, der kaldes archaea, er ikke afhængige af solen for energi, men lever i stedet direkte af varme, der stammer dybt inde i Jorden.
På Jorden kommer det meste af varmen fra radioaktivt henfald fra uran. Planeter rige på thorium, som er mere energisk end uran og har en længere halveringstid, ville "løbe" varmere og forblive varm længere, sagde han, hvilket giver dem mere tid til at udvikle livet.
Med hensyn til, hvorfor vores solsystem har mindre thorium, sagde Unterborn, at det sandsynligvis er lykken ved lodtrækningen.
”Det hele starter med supernovaer. Elementerne, der er skabt i en supernova, bestemmer de materialer, der er tilgængelige for nye stjerner og planeter at danne. Soltvillingene, vi studerede, er spredt rundt i galaksen, så de alle dannede sig fra forskellige supernovaer. Det bare lige så, at de havde mere thorium til rådighed, da de dannede, end vi gjorde. ”
Jennifer Johnson, lektor i astronomi i Ohio State og medforfatter til undersøgelsen advarede om, at resultaterne er foreløbige. ”Alle tegn peger på ja - at der er en forskel i forekomsten af radioaktive elementer i disse stjerner, men vi er nødt til at se, hvor robust resultatet er,” sagde hun.
For at fortsætte denne undersøgelse ønsker teamet at foretage en detaljeret statistisk analyse af støj i HARPS-data for at forbedre nøjagtigheden af hans computermodeller. Derefter vil han søge teleskoptid for at lede efter flere tvillinger.
Kilde: Ohio State University
