En masse af overskrifterne og diskussionen omkring eksoplaneters anvendelighed er koncentreret om deres nærhed til deres stjerne og på tilstedeværelsen af vand. Det giver mening, fordi det er meget begrænsende faktorer. Men disse planetariske egenskaber er virkelig kun et udgangspunkt for den beboelige / ikke beboelige diskussion. Hvad der sker i en planetens indre er også vigtigt.
Der er et næsten forvirrende antal faktorer, der gør Jorden til en livsbærende planet. Atmosfæren, vandet, nærheden til dets stjerne. Stjernetypen og dens stabilitet, planetens orbitalstabilitet, dens placering i galaksen. Det er bare nogle af dem, der ofte diskuteres. Andre, mere esoteriske faktorer som månens størrelse kan også spille en afgørende rolle.
”Hjertet i beboelighed ligger i det planetariske indre.”
Fra "Hvad gør en planet beboelig?"
Men det er også Jordens smeltede kerne, der spiller en overordnet rolle i Jordens beboelighed ved at skabe magnetosfæren, der beskytter os mod Solens dødstråler. Og selvom vi måske er bekendt med det aspekt af Jordens kerne, der tillader en beboelighed, bidrager dens indre sammensætning på andre måder.
Et team af forskere ved Carnegie Institute har skrevet et brev offentliggjort i Science, der opfordrer forskere til at udvide deres rækkevidde, når det gælder bestemmelse af beboelighed. Essensen af deres brev er, at beboeligheden er alt for kompliceret til, at én videnskabelig disciplin kan bestemme, og at der er behov for en overordnet holistisk eller meget integreret tilgang til at få en mere praktisk metode til at bestemme, hvilken exoplanet der kan være beboelig.
Og det er en fascinerende læsning.
"Menneskeheden vil opbygge et bibliotek med information om de gasformige kuverter, der kun udgør en milliondel af en eksoplanets masse."
Fra "Hvad gør en planet beboelig."
Efterhånden som vores observationsstyrke vokser, fremsætter forskerne sagen, at vores metodologi til at bestemme levedygtighed også skal vokse.
I øjeblikket kan forskere registrere en exoplanet, bestemme dens nærhed til sin stjerne, begrænse dens masse og densitet og derefter fremsætte sandsynlige gætter om potentiel beboelsesevne derfra. Fokus for dette er at prøve at finde ud af, hvad en given planetes atmosfære sandsynligvis vil være. Men selv hvis vi får dens atmosfære rigtigt, har vi virkelig kun skrællet det første lag af løgen. Som de siger i deres brev, "Humanitet vil opbygge et bibliotek med information om de gasformige kuverter, der kun udgør en milliondel af en eksoplanets masse."
Men hvad så? Hvad med resten af klodens masse? Bestemmer det beboelighed?
Forskerholdet er Anat Shahar, Peter Driscoll, Alycia Weinberger og George Cody. I deres brev taler de om de mange måder, Jords indre bestemmer dets beboelighed.
Holdet anerkender, at alt fra vores planet-jagtperspektiv starter det hele med atmosfæren. Forfriskende signaler fra atmosfæren, ligesom tilstedeværelsen af ilt eller en kemisk sammensætning, der ikke er i balance, kan være tegn på liv og levedygtighed. Men de er langt fra endelige.
Atmosfære er komplekse, dynamiske ting. De er underlagt alle slags input, fra kilder til kemikalier i Jordens indre til et interiørs evne til at fungere som dræn for kemikalier. De er altid i flux, og det kræver en form for stabilitet over lang tid for livet at blomstre.
Alle kender Jordens vandcyklus, men der er andre cykler på arbejdet. Når vulkaner bryder ud og magma når overfladen gennem åbninger, frigives kemikalier, som derefter genanvendes tilbage i skorpen. Hvis visse kemikalier får lov til at opbygge, begrænser de alvorlige udsigter for liv. I papiret bruger forfatterne eksemplet på kulstof, som atmosfæriske processer kan fjerne fra atmosfæren og tage ned til havbunden. Der genvindes de tilbage ind i det indre ved subduktionszoner mellem tektoniske plader.
Pointen, de gør, er, at du ikke rigtig kan bedømme atmosfæren uden at vide, hvad planetens indre processer er.
Men det er ikke kun processerne i det indre, der påvirker beboerværdigheden. Det er også sammensætningen.
De elementære byggesten til planeter er konsistente og inkluderer ilt, silicium og jern. Men mængderne og proportioner af disse byggesten kan variere meget. Det bestemmes af betingelserne i den protoplanetære disk planeterne dannede ud fra. Som forfatterne gør klart i deres brev, kan mængderne af disse elementer og hvordan de behandles under planetdannelse variere med stor margin.
Deres endelige sammensætning på planeten kan også variere på grund af forholdene i den protoplanetære disk. F.eks. Kan dannelsen af gigantiske planeter tidligt i solsystemet påvirke sammensætningen af planeter, der dannes senere.
Hele denne sort skaber et forvirrende sæt af variabler, når det gælder bestemmelse af beboelighed.
”Forskningen, der er nødvendig for at sammenhænge undersøge disse processer, kan ikke udføres af forskere i en enkelt disciplin isoleret.”
Fra "Hvad gør en planet beboelig."
Det, som forfatterne argumenterer for, er en ny måde at søge efter brugbarhed på. De foreslår en mere tværfaglig måde at gøre det på. Som de siger i deres brev, "Forskningen, der er nødvendig for at undersøge disse processer sammenhængende, kan ikke udføres af forskere i en enkelt disciplin isoleret."
De foreslår eksperimentel forskning, der fokuserer på ting som mineralfysik, og flere observationsundersøgelser af stjerneskive og planetariske diskskompositioner. Denne nye viden ville blive brugt til at opbygge en bedre model til forståelse af levedygtighed, noget, der vil tage os videre end vores afhængighed af flydende vand, atmosfærisk sammensætning, nærhed til dens stjerne og de andre faktorer, vi bruger til at forsøge at bestemme levedygtighed.
Så giver forskere ikke tilstrækkelig vægt til en planet i det indre, når de prøver at bestemme levedygtighed? Svaret er ... måske.
Måske har vi brug for et mere gradueret system med klassificering af exoplaneter. Levedygtighed på niveau 1 kunne indikere de mest basale krav til beboelsesevne. Nærhed til en passende stjerne, sandsynligvis flydende vand, lignende ting. Derfra kunne forskellige niveauer kodes efter strengere og strengere forhold.
Lammer et. al. foreslog noget lignende i deres papir fra 2009 “Hvad gør en planet beboelig?” Men deres klassificeringssystem på fire niveauer dykkede ikke ind i eksoplaneterne for dybt. I et papir fra 2012 kaldet ”Om sandsynligheden for beboelige planeter” fortalte Francois Forget Lammer et. al.'s klassificeringssystem, før du dybere ned i geofysiske processer, der skal være til stede, før en planet kan være beboelig.
Dette brev opfordrer det videnskabelige samfund til at gå videre.
En brugbar, mere detaljeret model af exoplanetinteriører, der ikke kun er baseret på atmosfære men på disksammensætning og -forhold, er sandsynligvis nødvendig. I den nærmeste fremtid vil mere kraftfulde teleskoper hjælpe os med at lære mere om eksoplaneter, måske endda give os faktiske billeder af nogle af dem.
Men hvis teamet bag dette brev stemmer, vil det ikke være nok til at bestemme beboelighed. Vi er nødt til at skrælle tilbage flere lag af løgen, og det kan kræve den mere sofistikerede type model, de ser for sig.
