Žemėje skystas vanduo buvo gyvybiškai svarbus gyvybei atsirasti, taigi egzoplanetos, kuriose gali išsilaikyti skystas vanduo, gali turėti daugiau šansų sukurti gyvybę, kokią mes dabar suprantame.
Naujuose tyrimuose, kuriems vadovavo Ciuricho universiteto (Šveicarija) astronomė Marit Mol Lous, daroma išvada, kad tiršta vandenilio ir helio atmosfera gali palaikyti gyvybei tinkamą temperatūrą ir sąlygas iš tiesų labai ilgai.
„Viena iš priežasčių, kodėl Žemėje vanduo gali būti skystas, yra jos atmosfera“, – sako Ciuricho universiteto astrofizikas teoretikas Ravitas Helledas.
„Dėl natūralaus šiltnamio efekto ji sulaiko reikiamą šilumos kiekį ir sukuria tinkamas sąlygas vandenynams, upėms ir lietui“, – aiškina jis.
Tačiau Žemės atmosfera ne visada atrodė taip, kaip šiandien. Dabar ją daugiausia sudaro azotas, po jo – deguonis, o vandenilio ir helio yra tik pėdsakai.
Kai planeta buvo ką tik susiformavusi, ji turėjo vadinamąją pirmykštę atmosferą, sudarytą daugiausia iš vandenilio ir helio – pagrindinių dulkių ir dujų debesies, iš kurio susiformavo Saulė ir Saulės sistema, sudedamųjų dalių.
Žemė gana anksti prarado pirminę atmosferą, greičiausiai dėl kelių procesų, tarp kurių – labai karštos jaunos Saulės spinduliavimas ir bombardavimas meteoritais.
Tačiau gali būti, kad superžemiška egzoplaneta – masyvesnė už Žemę, bet ne tokia masyvi kaip Neptūnas – gali išlaikyti pirminę atmosferą daug ilgiau nei Žemė.
„Tokios masyvios pirmykštės atmosferos taip pat gali sukelti šiltnamio efektą – panašiai kaip šiandieninė Žemės atmosfera“, – aiškina R.Helledas. Todėl, pasak jo, norėta išsiaiškinti, ar tokios atmosferos gali padėti sukurti skystam vandeniui būtinas sąlygas.
Norėdama atlikti šį tyrimą, komanda ėmėsi modeliavimo: modeliuodama egzoplanetas panašias į Saulę su skirtingomis branduolio masėmis, atmosferų masėmis ir orbitiniais atstumais nuo jas priimančių žvaigždžių.
Jų rezultatai parodė, kad egzoplanetos, turinčios storą pirminę atmosferą, iš tiesų gali būti pakankamai šiltos, kad išlaikytų skystą vandenį iki 10 mlrd. metų.
Tačiau yra ir išlygų. Norint išvengti intensyvios žvaigždės spinduliuotės, kuri gali sunaikinti pirmykštę atmosferą, egzoplaneta turi būti gana toli nuo žvaigždės – maždaug dvigubai toliau nei Žemė nuo Saulės. Saulės sistemos atveju tai toks didelis atstumas nuo Saulės, kad bet koks planetos paviršiuje esantis vanduo greičiausiai bus užšalęs.
Tačiau Saulė nėra vienintelis planetos šilumos šaltinis. Pavyzdžiui, ir pati Žemė gali ją gaminti. Tai gali vykti įvairiais būdais, pavyzdžiui, vykstant geoterminiams procesams ir esant radioaktyviųjų elementų, kurie suyrant generuoja šilumą.
Taigi, jei superžemės egzoplaneta turėtų ir pirminę atmosferą, ir pakankamą vidinį šildymą, kad galėtų palaikyti šilumą, tuomet būtų sudarytos sąlygos skystam vandeniui paviršiuje atsirasti, teigė tyrėjai.
„Daugeliui tai gali būti netikėta“, – pastebi Berno universiteto astrofizikas teoretikas Christophas Mordasini.
„Astronomai paprastai tikisi, kad skystas vanduo atsiras regionuose aplink žvaigždes, kurie gauna tinkamą spinduliuotės kiekį: ne per daug, kad vanduo neišgaruotų, ir ne per mažai, kad visas neužšaltų“, – teigia jis.
Komandos modeliui įgyvendinti reikia, kad daugybė veiksnių atsidurtų tinkamoje vietoje tinkamu laiku. Tai nėra neįmanoma – juk Žemė egzistuoja, kaip ir visa gyvybė joje – tačiau tai gali įvykti ne taip lengvai.
„Nors mūsų rezultatai yra įdomūs, juos reikėtų vertinti atsargiai. Kad tokiose planetose ilgą laiką būtų skysto vandens, jose turi būti tinkamas atmosferos kiekis“, – pridūrė Ch.Mordasini.
