Hľadá sa mimozemské planéty „Eyeball Earth“

Planéta s jednou stranou vždy obrátenou k svojej hviezde

Umelecký koncept planéty, kde jedna strana vždy smeruje k svojej hviezde, s temnou stranou pokrytou ľadom. (Obrazový kredit: Beau. Konzorcium )



Okolo hviezd červeného trpaslíka môžu existovať mimozemské svety pripomínajúce obrovské bulvy a vedci teraz navrhujú experimenty na simuláciu týchto vzdialených planét a zistia, ako sú schopné podporovať život.



Červení trpaslíci sú malé, slabé hviezdy asi z jednej pätiny hmotnejšie ako slnko a až 50-krát slabšie. Sú to najbežnejšie hviezdy v galaxii a predpokladá sa, že tvoria až 70 percent hviezd vo vesmíre - obrovské množstvo, ktoré z nich potenciálne robí hodnotné miesta, ktoré je potrebné hľadať. mimozemský život .

Skutočne, najnovšie výsledky vesmírneho observatória NASA Kepler ukazujú, že najmenej polovica týchto hviezd je hostiteľom skalnatých planét, ktoré sú polovičnou až štvornásobnou hmotnosťou Zeme. [ Galéria: Svet planét Kepler ]



Tidally uzamknuté „očné gule Zeme“

Pri hľadaní mimozemského života, ako ho poznáme, sa vedci zvyčajne zameriavajú na svety, ktoré majú vodu, pretože na Zemi je život prakticky všade. Preto sa sústreďujú na obytná zóna hviezda - oblasť obklopujúca hviezdu, kde nie je príliš teplo ani zima, aby na povrchu planéty mohla existovať tekutá voda.

Od červení trpaslíci sú relatívne chladné, ich obývateľné zóny sú často bližšie ako vzdialenosť, v ktorej Merkúr obieha okolo slnka. Vďaka tomu je pre astronómov relatívne ľahké rozpoznať svety v obývateľnej zóne červeného trpaslíka - obežné dráhy exoplanét sú malé, čo znamená, že ich dokončujú rýchlo a často a výskumníci môžu v zásade pohotovo odhaliť spôsob, akým tieto svety pravidelne stlmujú svetlo týchto hviezd. .



Keď planéta obíde okolo hviezdy veľmi blízko, gravitačná sila hviezdy môže prinútiť svet, aby sa s ňou prílivovo zablokoval.

'To znamená, že svojej hviezde vždy ukazujú rovnakú stranu, ako to robí náš mesiac na Zemi, čo znamená, že majú jednu stálu dennú a jednu stálu nočnú stranu,' hovorí vedúci autor štúdie Daniel Angerhausen, astronóm a astrobiológ z Polytechnického inštitútu Rensselaer. , Troy, NY, povedal pre Astrobiology Magazine.

Tento scenár trvalého dňa a trvalého svetla by mohol viesť k pozoruhodnému druhu sveta - svetu podobnému očnej buľve. Jeho nočná strana by bola pokrytá ľadovou, mrazivou škrupinou, zatiaľ čo na jej dennej strane by sa ukrýval obrovský oceán tekutej vody, ktorý sa neustále vyhrieva v teple svojej hviezdy. [ 9 exoplanét, ktoré by mohli hostiť mimozemský život ]



Prechodné zóny - geografické oblasti, ktoré sa presúvajú predovšetkým z ľadu do prevažne hornín - ako napríklad toto miesto v Antarktíde, by mohli poskytnúť určité údaje z reálneho sveta o očných buľvách.

Prechodné zóny - geografické oblasti, ktoré sa presúvajú predovšetkým z ľadu do prevažne hornín - ako napríklad toto miesto v Antarktíde, by mohli poskytnúť určité údaje z reálneho sveta o očných buľvách.(Obrazový kredit: www.swisseduc.ch/ )

'Pre mňa sú očné buľvy len jedným z príkladov množstva šialených vecí, ktoré tam vo vesmíre zisťujeme,' povedal Angerhausen. „V oblasti exoplanét nachádzame horúce Jupitery, vysoko excentrické planéty, ktoré sa rozsvietia ako kométy, keď sa priblížia k svojej hostiteľskej hviezde, alebo vyparujúce sa Mercuryove - všetko planéty, ktoré v slnečnej sústave nemáme a o ktorých sa astronómom ani nesnívalo alebo pred 20 rokmi. “

Myšlienka očnej gule Zem, ako sa taký svet nazýva, bola podnietená detekciou exoplanéty tzv. Gliese 581 g asi 20 svetelných rokov ďaleko, čo môže byť prvý známy potenciálne obývateľný mimozemský svet (aj keď vedci naďalej diskutujú o tom, či planéta skutočne existuje). Planetárny geofyzik Raymond Pierrehumbert z Chicagskej univerzity naznačil, že ak je Gliese 581g skutočný, môže ísť o Zem s očnou buľvou.

'Už máme teleskopy, ktoré detekujú planéty, ktoré môžu byť očné buľvy,' povedal Angerhausen.

Vzhľadom na hlboké rozdiely medzi dennou a nočnou stranou očných buliev Zeme sú potenciálne najľahšie obývateľné pozemské planéty zistiť a rozlíšiť, “povedal Angerhausen. Málo sa však vie o tom, ako ľahko ich možno odhaliť a ako v skutočnosti sú obývateľné.

'Náš návrh zistí, aké bežné a stabilné sú tieto očné buľvy,' povedal Angerhausen.

Modelovanie očných buliev Zem

Aby sa Angerhausen a jeho kolegovia dozvedeli viac o tom, aké by mohli byť zemegule s očnými bulvami, navrhujú projekt, ktorý dúfajú, že sa v Brazílii zrealizuje pod názvom HABEBEE, skratka z knihy „Exploring the Habitability of Eyeball-Exo-Earths“. Plán je prvýkrát vidieť, čo stabilná očná guľa Zem potrebuje na podporu života.

Vedci sa najskôr zameriavajú na zostrojenie rôznych modelov Zeme s očnou buľvou, ktoré sa líšia hmotnosťou, vzdialenosťou od svojich hviezd, množstvom žiarenia, ktoré dostávajú, silou magnetického poľa a zložením a hustotou ľadu. Poskytnutím všeobecných a extrémnych prípadov stabilných a prechodných Zemí s očnou buľvou môžu pomôcť predpovedať, ako dobre ich môžu súčasné a budúce teleskopické prieskumy detegovať a charakterizovať.

Očná guľa je jedným z niekoľkých možných scenárov pre planéty v obývateľnej zóne červeného trpaslíka.

„Trochu bližšie k hviezde - to znamená, že je teplejšia - by sa úplne rozmrazili a stali by sa vodnými svetmi; o niečo ďalej v obývateľnej zóne - to znamená chladnejšie - by sa stali úplnými ľadovými guľami rovnako ako [Jupiterov mesiac] Európa , ale s potenciálom pre život pod ľadovou kôrou, “povedal Angerhausen. „Tieto planéty - voda, očná guľa alebo snehová guľa - budú pravdepodobne prvými obývateľnými planétami, ktoré nájdeme a budeme ich môcť na diaľku charakterizovať. Preto je také dôležité ich teraz študovať. '

Oceán očnej gule Zeme bude pravdepodobne pokrývať rôzne teploty. 'V strede oka je pravdepodobne dosť horúco a potom sa postupne ochladzuje smerom k okraju ľadovej kôry,' povedal Angerhausen. Napriek tomu zostáva veľa neistých - napríklad ak oceán dobre prenáša teplo, planéta sa môže celkom zahriať a zmeniť sa na vodný svet bez ľadu, navrhol. [ Našli sa dve oceánske exoplanéty podobné Zemi? (Video) ]

Vedci tiež plánujú expedíciu na Antarktický polostrov, aby zhromaždili vzorky mikróbov v prechodových zónach medzi ľadom a vodou, ktoré by mohli byť analogické s oceánmi na očných buľvách. Cieľom je zistiť, aký by mohol byť metabolizmus života v mimozemských svetoch.

Tento umelec

Umelecká koncepcia ukazuje štyri vnútorné planéty systému Gliese 581 a ich hostiteľskú hviezdu. Veľká planéta v popredí je Gliese 581g, ktorá je v strede obývateľnej zóny hviezdy a je len dvakrát až trikrát hmotnejšia ako Zem. Niektorí vedci však nie sú presvedčení, že Gliese 581g existuje.(Obrazový kredit: Lynette Cook)

Vedci sa nakoniec zameriavajú na to, aby zistili, ako dobre môže život prežiť na očných buľvách pomocou existujúcej simulačnej komory planét, pôvodne navrhnutej na imitáciu Marsu v brazílskom astrobiologickom laboratóriu. Vzorky antarktických mikróbov je možné testovať v atmosférických, radiačných a iných podmienkach, ktoré simulujú množstvo možných scenárov Zeme s očnou buľvou. Vedci môžu testovať prežitie a genetickú aktivitu mikróbov, aby zistili, ako sa správajú.

'Páči sa mi myšlienka mať niekoľko kubických metrov priestoru, ktorý napodobňuje iný svet v komore,' povedal Angerhausen. 'Je to ako mať v banke sondu zo sveta vzdialeného svetelné roky.'

Detekcia života?

Červení trpaslíci môžu počas svojho života prejsť z ledva na vysoko aktívny, pokiaľ ide o nebezpečné výbuchy a svetlice, čo spôsobí, že ultrafialové žiarenie vyskočí o 100 až 10 000 -násobok normálnej úrovne a potenciálne sterilizuje povrch blízkej planéty alebo dokonca pomáha zbaviť ju atmosféry.

Aby vedci zistili, aké škody môže také žiarenie spôsobiť na obývateľnosť Zeme s očnými buľvami, plánuje v priebehu času monitorovať hladiny žiarenia známych červených trpaslíkov a skúmať predtým zhromaždené údaje o žiarení červeného trpaslíka, znalosti, ktoré im môžu pomôcť lepšie simulovať červených trpaslíkov.

Majú tiež v pláne porozumieť účinkom prúdov energetických častíc z červených trpaslíkov na povrchy a atmosféru očných buliev Zeme pomocou brazílskeho národného synchrotrónového svetelného zdroja v Campinase na výbuch ľadu žiarením.

'Nie je zrejmé, že by tieto planéty mohli byť stabilné po dlhú dobu, čo je podľa nás nevyhnutné pre vznik, udržanie a vývoj života,' povedal astrobiológ Douglas Galante z brazílskeho synchrotrónového svetelného zdroja, ktorý organizoval Sao Paulo Advanced School of Astrobiológia, kde Angerhausen a jeho kolegovia iniciovali návrh HABEBEE.

'Je potrebné vykonať ešte veľa štúdií, teoretických, experimentálnych a pozorovacích, aby sme lepšie porozumeli obývateľnosti týchto planét,' dodal Galante.

Umelec

Pripravované a súčasné teleskopy, ako sú NASA Vesmírny teleskop Jamesa Webba mohol by zistiť, či majú planéty štruktúry očnej buľvy. Keď sa teleskopy ďalej zlepšujú, astronómovia by mohli hľadať molekulárne znaky života na Zemiach s očnou buľvou, uviedli vedci.

„Aby sme konečne odhalili život alebo to, čo nazývame„ biomarkery “, musíme si pravdepodobne počkať na teleskopy novej generácie, ako sú pozemné teleskopy triedy 30 metrov, ktoré sa v súčasnosti stavajú, a budúce vesmírne platformy, ako napr. Hľadač pozemských planét, “povedal Angerhausen. 'História však ukazuje, že astronómovia sú pomocou súčasných dostupných prístrojov a teleskopov celkom kreatívni, takže možno jeden z mojich kolegov môže prísť s novou vzrušujúcou stratégiou pozorovania, ktorá to umožní ešte skôr.'

Vedci podrobne popísali svoje zistenia v marcovom čísle časopisu Astrobiology.

Tento príbeh poskytol Magazín o astrobiológii , webová publikácia sponzorovaná NASA astrobiologický program .