Κατοικούμε σε έναν υπέροχο πλανήτη τον οποίο θεωρούμε το απόλυτο πρότυπο για την ανάδυση ζωής στο Σύμπαν. Μήπως, όμως, ο τρόπος που αντιμετωπίζουμε τη Γη είναι ανθρωποκεντρικός; Θα μπορούσαν δηλαδή να υπάρχουν άλλοι πλανήτες πολύ πιο φιλόξενοι για τη ζωή;
Η έννοια της «κατοικησιμότητας»
Στην Αστροφυσική ένας πλανήτης θεωρείται δυνητικά κατοικήσιμος εάν βρίσκεται στην κατοικήσιμη ζώνη ενός αστέρα, και έχει βραχώδη σύσταση, έτσι ώστε να μπορεί να υπάρξει νερό σε υγρή μορφή στην επιφάνειά του. Υπάρχουν αντικειμενικοί λόγοι που το νερό θεωρείται τόσο σημαντικό, κι έχουν εξηγηθεί αναλυτικά σε παλαιότερο βίντεο.
Το 2014 οι Heller και Armstrong δημοσίευσαν μια μελέτη που εισήγαγε την έννοια του «υπερ-κατοικήσιμου πλανήτη», δηλαδή ενός πλανήτη που θα ήταν πιο ευνοϊκός για τη ζωή από τη Γη. Μάλιστα στη μελέτη τόνιζαν ότι έχουμε έναν μάλλον γεωκεντρικό και ανθρωποκεντρικό τρόπο σκέψης, αντιμετωπίζοντας τα χαρακτηριστικά του πλανήτη μας ως ιδανικά για τα βιολογικά φαινόμενα.
Όμως, τι θα καθιστούσε έναν πλανήτη πιο κατοικήσιμο από τη Γη; Ποια κριτήρια θα έπρεπε να ικανοποιεί;
Α. Αρχικά, ένας υπερ-κατοικήσιμος πλανήτης θα μπορεί να συντηρεί έναν μεγαλύτερο αριθμό οργανισμών απ’ ό,τι ο πλανήτης μας. Η Γη αυτή τη στιγμή φιλοξενεί έναν τεράστιο αριθμό έμβιων όντων, αλλά έχει και περιοχές που είναι εξαιρετικά αφιλόξενες.
Β. Ύστερα, ένας υπερ-κατοικήσιμος πλανήτης θα μπορούσε να παρουσιάζει πολύ μεγαλύτερη ποικιλία ειδών απ’ ό,τι η Γη. Θα πρέπει λοιπόν να παρέχει την εξελικτική πίεση και τις συνθήκες εκείνες που οδηγούν τελικά σε πλούσια οικοσυστήματα.
Γ. Τέλος, ο φιλόξενος αυτός παράδεισος θα πρέπει να μπορεί να διατηρήσει τη ζωή στην επιφάνειά του για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα απ’ ό,τι η Γη. Να έχει δηλαδή μεγάλη διάρκεια κατοικησιμότητας.
Άλλωστε, γνωρίζουμε ότι λόγω της συμπίεσης του πυρήνα του Ηλίου μας, η φωτεινότητά του αυξάνεται σταδιακά ,-, και επομένως η ζωή στη Γη έχει ακόμα μπροστά της περίπου 0,5 με 1 δισεκατομμύριο χρόνια. Μετά από αυτό το χρονικό διάστημα θα εξατμιστούν οι ωκεανοί και ο πλανήτης μας θα καταστεί ένας στείρος κόσμος. Άρα η ζωή στη Γη έχει ημερομηνία λήξης.
Υπερκατοικήσιμοι πλανήτες και υπεργαίες
Πώς θα έπρεπε να είναι λοιπόν ένας πλανήτης για να πληροί αυτά τα κριτήρια υπερ-κατοικησιμότητας; Οι ερευνητές θεωρούν ότι ένας πλανήτης με περίπου διπλάσια ή τριπλάσια μάζα από τη Γη, σε τροχιά γύρω από έναν πορτοκαλί νάνο αστέρα, θα ήταν πιθανότατα καταλληλότερος για τη ζωή. Γιατί όμως;
Το αυξημένο βαρυτικό πεδίο ενός τέτοιου πλανήτη μπορεί να διατηρεί μια σχετικά πυκνή ατμόσφαιρα. Η ατμόσφαιρα αυτή μπορεί να μοιράζει ομοιόμορφα την ενέργεια που προέρχεται από το άστρο, διατηρώντας σταθερή τη θερμοκρασία του πλανήτη και αποτρέποντας την εμφάνιση εποχών παγετώνων, ακόμα και αν βρίσκεται πιο εξωτερικά στο πλανητικό σύστημα.
Ταυτόχρονα, η αυξημένη μάζα του πλανήτη διατηρεί υψηλές θερμοκρασίες στο εσωτερικό του. Άρα ο πυρήνας μπορεί να παραμείνει ενεργός για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, παράγοντας ένα μακροβιότερο μαγνητικό πεδίο. Αυτό προστατεύει την ατμόσφαιρα από την κοσμική ακτινοβολία και τους αστρικούς ανέμους.
Σκεφτείτε όμως και το εξής: ένας βραχώδης πλανήτης με ισχυρότερο βαρυτικό πεδίο από το γήινο, θα έχει μικρά μόνο βουνά και οροσειρές, διότι αυτοί οι σχηματισμοί τείνουν να ισοπεδωθούν υπό την επίδραση της ισχυρής βαρύτητας. Άρα, κατά μέσο όρο το υψόμετρο θα είναι χαμηλότερο. Η επιφάνεια λοιπόν, δεν θα είναι χωρισμένη σε βαθείς ωκεανούς και μεγάλες εκτάσεις ξηράς όπως στη Γη, αλλά οι ωκεανοί θα μοιράζονται σχετικά ομοιόμορφα σε όλη την επιφάνεια του πλανήτη, σχηματίζοντας ένα παγκόσμιο αρχιπέλαγος, με πολλά μικρά κομμάτια ξηράς και σχετικά ρηχά νερά.
Στη Γη γνωρίζουμε ότι τα οικοσυστήματα που συναντούμε στα αρχιπελάγη είναι εξαιρετικά πλούσια και ποικιλόμορφα. Άρα η μεγιστοποίηση της επιφάνειας που καλύπτουν σε έναν πλανήτη θα ευνοούσε την άνθηση της ζωής. Και φυσικά, ένας μεγαλύτερος κατοικήσιμος πλανήτης, θα έχει και μεγαλύτερη επιφάνεια παρέχοντας περισσότερες ευκαιρίες στη ζωή.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η μέση θερμοκρασία ενός υπερκατοικήσιμου πλανήτη θα πρέπει να είναι περίπου ίδια με τη γήινη, ή ελαφρώς αυξημένη, δηλαδή να κυμαίνεται από τη σημερινή θερμοκρασία της Γης -τους 15 βαθμούς Κελσίου- μέχρι τους 25 βαθμούς Κελσίου. Άλλωστε γνωρίζουμε ότι σε προηγούμενες γεωλογικές περιόδους που είχαν υψηλότερη θερμοκρασία, όπως ήταν Κρητιδική ή η Λιθανθρακοφόρος, είχαμε μια έκρηξη βιοποικιλότητας με νέα ποικιλόμορφα οικοσυστήματα.
Ίσως τώρα να σκέφτεστε ότι αυτή η συζήτηση είναι πολύ υποθετική. Εξάλλου, στο ηλιακό μας σύστημα δεν υπάρχει ούτε ένας βραχώδης πλανήτης με μάζα μεγαλύτερη από τη Γη, πόσο μάλλον με διπλάσια ή τριπλάσια μάζα. Όμως οι ανακαλύψεις των τελευταίων ετών ήταν πραγματικά ριζοσπαστικές. Οι πλανήτες με μάζες που κυμαίνονται από 1 (μία) μέχρι 10 γήινες μάζες φαίνεται να είναι εξαιρετικά κοινοί στον Γαλαξία και, μάλιστα, έχουν ονομαστεί «υπεργαίες». Συγκεκριμένα, από τους 6.300 επιβεβαιωμένους εξωπλανήτες που έχουμε ανακαλύψει, τουλάχιστον 1.800 ανήκουν σε αυτή την κατηγορία! Πλέον, λοιπόν, εκτιμάται ότι υπάρχουν δεκάδες δισεκατομμύρια υπεργαίες στον Γαλαξία μας.
Αστέρες τύπου Κ
Όπως είδαμε, ένας πολύ σημαντικός παράγοντας είναι το χρονικό διάστημα για το οποίο ένας πλανήτης παραμένει κατοικήσιμος. Αυτό όμως δεν εξαρτάται τόσο από τον ίδιο τον πλανήτη αλλά κυρίως από τον αστέρα του!
Οι πρώτες, απλές μορφές ζωής στη Γη εμφανίστηκαν περίπου πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Ενώ λόγω της θέρμανσης του εσωτερικού του Ηλίου, το ταξίδι της ζωής στον πλανήτη μας θα ολοκληρωθεί το αργότερο σε 1 δισεκατομμύριο χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι στην καλύτερη περίπτωση η ζωή στη Γη θα περιοριστεί σε ένα εύρος 5 δισεκατομμυρίων ετών, στο μεγαλύτερο μέρος του οποίου βέβαια υπήρχαν μόνο μικροσκοπικές μορφές ζωής.
Οι ερευνητές, λοιπόν, προτείνουν να αναζητήσουμε υπερ-κατοικήσιμους πλανήτες σε συστήματα με ψυχρότερους πορτοκαλί νάνους αστέρες που παρέχουν σταθερές συνθήκες για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα απ’ ό,τι ο Ήλιος μας. Οι αστέρες αυτοί, γνωστοί και ως νάνοι αστέρες τύπου K, είναι μικρότεροι από τον Ήλιο και μπορούν να ζήσουν από 15 έως 70 δισεκατομμύρια χρόνια. Με άλλα λόγια, κανένας πορτοκαλί νάνος δεν έχει πεθάνει ποτέ στην ιστορία του Σύμπαντος! Από την άλλη μεριά, το προσδόκιμο ζωής ενός αστέρα σαν τον Ήλιο μας είναι περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια. (9-12)
Σύμφωνα, λοιπόν, με τους Heller και Armstrong, οι ιδανικοί αστροβιολογικοί στόχοι είναι οι υπεργαίες γύρω από πορτοκαλί νάνους ηλικίας 5-8 δισεκατομμυρίων ετών, έτσι ώστε η ζωή να είχε μπροστά της αρκετό χρόνο για να αναδυθεί και να ανθίσει.
Ενδεικτικοί υπερ-κατοικήσιμοι πλανήτες
Έχουμε βρει λοιπόν ποτέ υπερ-κατοικήσιμους πλανήτες; Με τα σημερινά δεδομένα δεν μπορούμε να είμαστε βέβαιοι, αν και υπάρχουν κάποιες εξαιρετικά ενδιαφέρουσες περιπτώσεις.
Α. Ενδεικτικά, ο Kepler-62 f είναι μια υπερ-Γη μέσα στην κατοικήσιμη ζώνη του πορτοκαλί νάνου Kepler-62. Το σύστημα έχει μια ηλικία 7 δισεκατομμυρίων ετών και άρα θεωρητικά η ζωή είχε αρκετό χρόνο για να αναδυθεί και να ωριμάσει. Και φυσικά, εάν υπάρχει ζωή, θα έχει ακόμα αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια μπροστά της, καθώς ο αστέρας Kepler-62 έχει ένα τριπλάσιο προσδόκιμο ζωής από τον Ήλιο μας!
Ο Kepler-62 f είναι ένας από τους 5 πλανήτες που περιφέρονται γύρω από τον αστέρα και, σύμφωνα με τις επικρατέστερες εκτιμήσεις, είναι πιθανότατα βραχώδης με μάζα ίση με 2,8 γήινες μάζες. Μάλιστα, εάν διαθέτει πυκνή ατμόσφαιρα, είναι πιθανό να καλύπτεται από έναν γιγάντιο ωκεανό. Δυστυχώς, όμως, λόγω της τεράστιας απόστασής του που φτάνει περίπου τα 1.000 έτη φωτός (982), δεν έχουμε ακόμα ακριβείς μετρήσεις για την ατμόσφαιρά του.
Β. Πολύ εντυπωσιακός είναι επίσης ο πλανήτης K2-155 d, μια υπερ-γη τεσσάρων γήινων μαζών, γύρω από τον πορτοκαλί νάνο K2-155 σε απόσταση 290 ετών φωτός. Βρίσκεται στο εσωτερικό, θερμό όριο της κατοικήσιμης ζώνης και άρα η κατοικησιμότητά του εξαρτάται από την ατμόσφαιρά του και από τα ποσά ενέργειας που εκπέμπει στο διάστημα.
Οι ερευνητές έτρεξαν κλιματικά μοντέλα βασισμένα στα χαρακτηριστικά του πλανήτη και διαπίστωσαν ότι θα μπορούσε να διατηρήσει ωκεανούς στην επιφάνειά του, ενώ η θερμοκρασία του ενδέχεται να είναι λίγο υψηλότερη από τη γήινη. Ωστόσο, υπάρχει ο κίνδυνος, εάν έχει ένα ισχυρό φαινόμενο θερμοκηπίου να έχει καταλήξει όπως η Αφροδίτη.
Γ. Ένας ακόμα πλανήτης που παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον είναι ο πολύ μακρινός KOI-5715.01, σε απόσταση σχεδόν 3.000 ετών φωτός. Ο εξωπλανήτης αυτός περιφέρεται γύρω από έναν πορτοκαλί νάνο αστέρα και θεωρείται υποψήφιος εξωπλανήτης, δηλαδή δεν έχει επιβεβαιωθεί η ύπαρξή του από πρόσθετες έρευνες. Τα πρώτα στοιχεία όμως δείχνουν ότι πληροί αρκετά από τα κριτήρια της υπερ-κατοικησιμότητας, μιας και το σύστημα έχει ηλικία άνω των 5,5 δισεκατομμυρίων ετών και ο πλανήτης βρίσκεται μέσα στην κατοικήσιμη ζώνη ενός πορτοκαλί νάνου αστέρα. Για τη μάζα του δεν έχουμε ακριβείς μετρήσεις αλλά γνωρίζουμε ότι η διάμετρος του είναι σχεδόν διπλάσια της Γης, πράγμα που τον τοποθετεί στην κατηγορία της υπερ-Γης.
Δ. Τέλος, δεν γίνεται να κλείσουμε αυτή την περιήγηση σε πιθανούς υπερ-κατοικήσιμους πλανήτες, χωρίς μια αναφορά στον πλανήτη K2-18 b που είχαμε γνωρίσει σε προηγούμενο βίντεο.Παρ’ όλο που ο αστέρας του είναι ένας ψυχρός κόκκινος νάνος, θεωρείται από τις πιο ενδιαφέρουσες περιπτώσεις για την Αστροβιολογία, διότι ενδέχεται να είναι ένας υκεάνιος πλανήτης, δηλαδή ένας πλανήτης με μια ατμόσφαιρα από υδρογόνο και μια επιφάνεια καλυμμένη από ένα γιγάντιο ωκεανό νερού. Επίσης, υπάρχουν κάποιες μελέτες που δείχνουν πιθανή ανίχνευση DMS στον πλανήτη, μιας ουσίας που στη Γη σχετίζεται με τη ζωή. Η ανίχνευση του DMS δεν έχει επιβεβαιωθεί πλήρως, αλλά έχουν ήδη προγραμματιστεί νέες παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb.
*
Κλείνοντας, πρέπει να τονίσω ότι η σημερινή Γη παραμένει ο τέλειος πλανήτης για εμάς τους ανθρώπους, μιας και οι συνθήκες της έχουν σμιλέψει τις βιολογικές μας λειτουργίες και είμαστε απόλυτα προσαρμοσμένοι σε αυτές. Όμως, το παρελθόν της Γης και η Αστροβιολογία μας καλούν να αντιμετωπίσουμε το φαινόμενο της ζωής με πιο ευρύ πνεύμα αποφεύγοντας τις ανθρωποκεντρικές προκαταλήψεις. Ποιος ξέρει, λοιπόν; Ίσως κάπου εκεί έξω να υπάρχει ένας θαυμάσιος πλανήτης με πολύ περισσότερα και ποικιλόμορφα είδη ζωής από τη Γη μας. Ένας πλανήτης που περιμένει να τον ανακαλύψουμε.
