Οι Υπέρ-Γες είναι μεγαλύτερες, πιο κοινές και πιο κατοικήσιμες από την ίδια τη Γη - και οι αστρονόμοι ανακαλύπτουν περισσότερα από τα δισεκατομμύρια που νομίζουν ότι είναι εκεί έξω

Οι αστρονόμοι ανακαλύπτουν τώρα συστηματικά πλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από αστέρια έξω από το ηλιακό σύστημα - ονομάζονται εξωπλανήτες. Αλλά το καλοκαίρι του 2022, ομάδες που εργάζονταν στον δορυφόρο Transiting Exoplanet Survey Satellite της NASA βρήκαν μερικούς ιδιαίτερα ενδιαφέροντες πλανήτες σε τροχιά στις κατοικήσιμες ζώνες των μητρικών αστεριών τους.

Ένας πλανήτης είναι 30% μεγαλύτερος από τη Γη και περιστρέφεται γύρω από το αστέρι του σε λιγότερο από τρεις ημέρες. Το άλλο είναι 70% μεγαλύτερο από τη Γη και μπορεί να φιλοξενεί έναν βαθύ ωκεανό. Αυτοί οι δύο εξωπλανήτες είναι υπερ-Γαίες – πιο μαζικοί από τη Γη αλλά μικρότεροι από γίγαντες πάγου όπως ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας.

Είμαι καθηγητής αστρονομίας που μελετά γαλαξιακούς πυρήνες, μακρινούς γαλαξίες, αστροβιολογία και εξωπλανήτες. Παρακολουθώ στενά την αναζήτηση πλανητών που μπορεί να φιλοξενούν ζωή.

Η Γη εξακολουθεί να είναι το μόνο μέρος στο σύμπαν που οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι είναι το σπίτι της ζωής. Θα φαινόταν λογικό να εστιάσουμε την αναζήτηση ζωής σε γήινους κλώνους - πλανήτες με ιδιότητες κοντά σε αυτές της Γης. Ωστόσο, η έρευνα έδειξε ότι η καλύτερη ευκαιρία που έχουν οι αστρονόμοι να βρουν ζωή σε άλλο πλανήτη είναι πιθανό να είναι σε μια υπερ-Γη παρόμοια με αυτές που βρέθηκαν πρόσφατα.

Κοινό και εύκολο στην εύρεση

Οι περισσότερες υπερ-Γαίες περιφέρονται γύρω από ψυχρούς νάνους αστέρες, οι οποίοι έχουν μικρότερη μάζα και ζουν πολύ περισσότερο από τον Ήλιο. Υπάρχουν εκατοντάδες δροσερά αστέρια νάνοι για κάθε αστέρι όπως ο Ήλιος, και οι επιστήμονες έχουν βρει υπερ-Γαίες σε τροχιά γύρω από το 40% των ψυχρών νάνων που έχουν κοιτάξει. Χρησιμοποιώντας αυτόν τον αριθμό, οι αστρονόμοι υπολογίζουν ότι υπάρχουν δεκάδες δισεκατομμύρια υπερ-Γαίες σε κατοικήσιμες ζώνες όπου μπορεί να υπάρχει υγρό νερό μόνο στον Γαλαξία μας. Δεδομένου ότι όλη η ζωή στη Γη χρησιμοποιεί νερό, το νερό θεωρείται κρίσιμο για την κατοικησιμότητα.

Με βάση τις τρέχουσες προβλέψεις, περίπου το ένα τρίτο όλων των εξωπλανητών είναι υπερ-Γη, καθιστώντας τους τον πιο κοινό τύπο εξωπλανήτη στον Γαλαξία μας. Το πλησιέστερο απέχει μόλις έξι έτη φωτός από τη Γη. Θα μπορούσατε ακόμη να πείτε ότι το ηλιακό μας σύστημα είναι ασυνήθιστο, καθώς δεν έχει πλανήτη με μάζα μεταξύ αυτής της Γης και του Ποσειδώνα.

Ένας άλλος λόγος που οι υπερ-Γη είναι ιδανικοί στόχοι στην αναζήτηση της ζωής είναι ότι είναι πολύ πιο εύκολο να εντοπιστούν και να μελετηθούν από πλανήτες στο μέγεθος της Γης. Υπάρχουν δύο μέθοδοι που χρησιμοποιούν οι αστρονόμοι για να ανιχνεύσουν εξωπλανήτες. Το ένα αναζητά τη βαρυτική επίδραση ενός πλανήτη στο μητρικό του άστρο και το άλλο ψάχνει για σύντομη μείωση του φωτός ενός αστεριού καθώς ο πλανήτης περνά από μπροστά του. Και οι δύο αυτές μέθοδοι ανίχνευσης είναι ευκολότερες με έναν μεγαλύτερο πλανήτη.

Οι Super-Earths είναι εξαιρετικά κατοικήσιμες

Πριν από περισσότερα από 300 χρόνια, ο Γερμανός φιλόσοφος Γκότφριντ Βίλχελμ Λάιμπνιτς υποστήριξε ότι η Γη ήταν «ο καλύτερος από όλους τους δυνατούς κόσμους». Το επιχείρημα του Leibniz είχε σκοπό να απαντήσει στο ερώτημα γιατί υπάρχει το κακό, αλλά οι σύγχρονοι αστροβιολόγοι έχουν εξερευνήσει ένα παρόμοιο ερώτημα ρωτώντας τι κάνει έναν πλανήτη φιλόξενο στη ζωή. Αποδεικνύεται ότι η Γη δεν είναι ο καλύτερος από όλους τους δυνατούς κόσμους.

Λόγω της τεκτονικής δραστηριότητας της Γης και των αλλαγών στη φωτεινότητα του Ήλιου, το κλίμα έχει μετατραπεί με την πάροδο του χρόνου από θερμό που βράζει στον ωκεανό σε παγωμένο παγωμένο κρύο. Η Γη ήταν ακατοίκητη για τους ανθρώπους και άλλα μεγαλύτερα πλάσματα για το μεγαλύτερο μέρος της ιστορίας της 4,5 δισεκατομμυρίων ετών. Οι προσομοιώσεις υποδηλώνουν ότι η μακροπρόθεσμη κατοικιμότητα της Γης δεν ήταν αναπόφευκτη, αλλά ήταν θέμα τύχης. Οι άνθρωποι είναι κυριολεκτικά τυχεροί που είναι ζωντανοί.

Οι ερευνητές έχουν καταλήξει σε μια λίστα με τα χαρακτηριστικά που κάνουν έναν πλανήτη πολύ ευνοϊκό για ζωή. Οι μεγαλύτεροι πλανήτες είναι πιο πιθανό να είναι γεωλογικά ενεργοί, ένα χαρακτηριστικό που οι επιστήμονες πιστεύουν ότι θα προωθούσε τη βιολογική εξέλιξη. Έτσι, ο πιο κατοικήσιμος πλανήτης θα είχε περίπου διπλάσια μάζα από τη Γη και θα ήταν μεταξύ 20% και 30% μεγαλύτερος σε όγκο. Θα έχει επίσης ωκεανούς που είναι αρκετά ρηχοί ώστε το φως να διεγείρει τη ζωή μέχρι τον πυθμένα της θάλασσας και μέση θερμοκρασία 77 βαθμούς Φαρενάιτ (25 βαθμοί Κελσίου). Θα είχε μια ατμόσφαιρα παχύτερη από αυτή της Γης που θα λειτουργούσε ως μονωτική κουβέρτα. Τέλος, ένας τέτοιος πλανήτης θα περιφερόταν γύρω από ένα αστέρι παλαιότερο από τον Ήλιο για να δώσει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής για να αναπτυχθεί και θα είχε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο που προστατεύει από την κοσμική ακτινοβολία. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτά τα χαρακτηριστικά σε συνδυασμό θα κάνουν έναν πλανήτη εξαιρετικά κατοικήσιμο.

Εξ ορισμού, οι υπερ-Γη έχουν πολλά από τα χαρακτηριστικά ενός σούπερ κατοικήσιμου πλανήτη. Μέχρι σήμερα, οι αστρονόμοι έχουν ανακαλύψει δύο δωδεκάδες εξωπλανήτες υπερ-Γης που είναι, αν όχι οι καλύτεροι από όλους τους πιθανούς κόσμους, θεωρητικά πιο κατοικήσιμοι από τη Γη.

Πρόσφατα, υπήρξε μια συναρπαστική προσθήκη στον κατάλογο των κατοικήσιμων πλανητών. Οι αστρονόμοι έχουν αρχίσει να ανακαλύπτουν εξωπλανήτες που έχουν εκτιναχθεί από τα αστρικά τους συστήματα και θα μπορούσαν να υπάρχουν δισεκατομμύρια από αυτούς που περιφέρονται στον Γαλαξία μας. Εάν μια υπερ-Γη εκτιναχθεί από το αστρικό της σύστημα και έχει πυκνή ατμόσφαιρα και υδάτινη επιφάνεια, θα μπορούσε να διατηρήσει τη ζωή για δεκάδες δισεκατομμύρια χρόνια, πολύ περισσότερο από ό,τι η ζωή στη Γη θα μπορούσε να διατηρηθεί πριν πεθάνει ο Ήλιος.

Ανίχνευση ζωής σε υπερ-Γαίες

Για να ανιχνεύσουν τη ζωή σε μακρινούς εξωπλανήτες, οι αστρονόμοι θα αναζητήσουν βιουπογραφές, υποπροϊόντα της βιολογίας που είναι ανιχνεύσιμα στην ατμόσφαιρα ενός πλανήτη.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA σχεδιάστηκε πριν οι αστρονόμοι ανακαλύψουν εξωπλανήτες, επομένως το τηλεσκόπιο δεν είναι βελτιστοποιημένο για έρευνα εξωπλανητών. Αλλά είναι σε θέση να κάνει μέρος αυτής της επιστήμης και έχει προγραμματιστεί να στοχεύσει δύο δυνητικά κατοικήσιμες υπερ-Γαίες κατά το πρώτο έτος λειτουργίας του. Ένα άλλο σύνολο υπερ-Γαιών με τεράστιους ωκεανούς που ανακαλύφθηκαν τα τελευταία χρόνια, καθώς και οι πλανήτες που ανακαλύφθηκαν αυτό το καλοκαίρι, είναι επίσης επιτακτικοί στόχοι για τον James Webb.

Αλλά οι καλύτερες πιθανότητες για την εύρεση σημείων ζωής σε ατμόσφαιρες εξωπλανητών θα έρθουν με την επόμενη γενιά γιγαντιαίων, επίγειων τηλεσκοπίων:το εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο 39 μέτρων, το τηλεσκόπιο τριάντα μέτρων και το τηλεσκόπιο Giant Magellan 24,5 μέτρων. Αυτά τα τηλεσκόπια είναι όλα υπό κατασκευή και πρόκειται να ξεκινήσουν τη συλλογή δεδομένων μέχρι το τέλος της δεκαετίας.

Οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι τα συστατικά για τη ζωή είναι εκεί έξω, αλλά κατοικήσιμο δεν σημαίνει ότι κατοικείται. Μέχρι να βρουν οι ερευνητές στοιχεία για ζωή αλλού, είναι πιθανό η ζωή στη Γη να ήταν ένα μοναδικό ατύχημα. Αν και υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους ένας κατοικήσιμος κόσμος δεν θα είχε σημάδια ζωής, εάν, τα επόμενα χρόνια, οι αστρονόμοι κοιτάξουν αυτές τις σούπερ κατοικήσιμες υπερ-Γηιόν και δεν βρουν τίποτα, η ανθρωπότητα μπορεί να αναγκαστεί να συμπεράνει ότι το σύμπαν είναι ένα μοναχικό μέρος.

Chris Impey, Πανεπιστημιακός Διακεκριμένος Καθηγητής Αστρονομίας, Πανεπιστήμιο της Αριζόνα

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύεται από το The Conversation με άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.