För att stödja livet bör en exoplanet helt enkelt hänga med varma från sin stjärna är precis rätt för flytande vatten. Höger?
Inte nödvändigtvis. Ny forskning tyder på att för att stödja livet kan en sådan planet också behöva plattaktonik, och de utlöses i ett smalare band med avstånd från moderstjärnan.
Rory Barnes, University of Washington astronom, är huvudförfattare till ett papper som ska publiceras av The Astrophysical Journal Letters som använder nya beräkningar från datormodellering för att definiera en "tidvattenbebyggd zon."
Förutom flytande vatten, tror forskare att plattaktonik behövs för att dra överskott av kol från atmosfären och begränsa det i stenar, för att förhindra att den växande växthusuppvärmningen. Tektonik, eller förflyttningen av plattorna som utgör en planet yta, drivs vanligtvis av radioaktivt förfall i planetens kärna, men en stjärns tyngdkraft kan orsaka tidvatten i planeten, vilket skapar mer energi för att driva platta tektonik.
"Om du har plattaktonik kan du ha långsiktig klimatstabilitet, vilket vi anser är en förutsättning för livet," sade Barnes.
De tektoniska krafterna kan inte vara så allvarliga att geologiska händelser snabbt tar bort en planets yta och förstör liv som kan ha fått fotfäste, sade han. Planeten måste vara på ett avstånd där dragning från stjärnens gravitationfält genererar tektonik utan att sätta igång extrem vulkanisk aktivitet som återupptar planeten på för kort tid för att livet ska kunna blomstra.
”Sammantaget är effekten av detta arbete att minska antalet beboliga miljöer i universum, eller åtminstone vad vi har tänkt på som beboeliga miljöer,” sa Barnes. "De bästa platserna att leta efter förmögenhet är där denna nya definition och den gamla definitionen överlappar varandra."
De nya beräkningarna har konsekvenser för planeter som tidigare ansetts vara för små för att uppehålla sig. Ett exempel är Mars, som brukade uppleva tektonik men den aktiviteten upphörde som värme från planetens förfallna inre kärna försvann.
Men när planeterna närmar sig sina solar blir gravitationskraften starkare, tidvattenkrafterna ökar och mer energi frigörs. Om Mars skulle flytta sig närmare solen kan solens tidvattenbilar eventuellt starta om tektoniken och släppa ut gaser från kärnan för att ge mer atmosfär. Om Mars har flytande vatten kan det vid den tidpunkten vara bebörligt för livet som vi känner till det.
Olika månar av Jupiter har länge betraktats som potentiellt innehållande liv. Men en av dem, Io, har så mycket vulkanaktivitet, resultatet av tidvattenkrafter från Jupiter, att det inte betraktas som en bra kandidat. Tektonisk aktivitet omger om Ios yta på mindre än 1 miljon år.
"Om det skulle hända på jorden, skulle det vara svårt att föreställa sig hur livet skulle utvecklas," sa Barnes.
En potentiell jordliknande planet, men åtta gånger massivare, kallad Gliese 581d, upptäcktes 2007 cirka 20 ljusår bort i konstellationen Vågen. Först trodde man att planeten var för långt från sin sol, Gliese 581, för att ha flytande vatten, men de senaste observationerna har fastställt att banan ligger inom den bebodliga zonen för flytande vatten. Planeten är dock utanför den bebodda zonen för dess solvattenkrafter, som författarna tror drastiskt begränsar möjligheten till liv.
"Vår modell förutspår att tidvattnet kan bidra med bara en fjärdedel av den uppvärmning som krävs för att göra planeten beboelig, så mycket värme från sönderfall av radioaktiva isotoper kan behövas för att göra skillnaden," sade Jackson.
Barnes tillade: "Kort sagt är tidvattentvingning en viktig faktor som vi måste tänka på när vi letar efter bebodda planeter."
Källa: University of Washington via EurekAlert. Papperet finns tillgängligt här.
