Närhelst existensen av en extra-solplanet bekräftas finns det anledning att fira. Med varje ny upptäckt ökar mänskligheten oddsen att hitta liv någon annanstans i universum. Och även om det livet inte är tillräckligt avancerat (eller särskilt benäget) för att bygga en radioantenn så att vi kanske kan höra från dem är till och med möjligheten för liv bortom vårt solsystem spännande.
Tyvärr är det svårt att bestämma om en planet är beboelig eller föremål för många gissningar. Medan astronomer använder olika tekniker för att sätta begränsningar för storlekar, massa och sammansättning av extrasolplaneter, finns det inget säkert sätt att veta om dessa världar är bebodda. Men enligt en ny studie från ett team av astronomer från Cornell University, kan leta efter tecken på vulkanisk aktivitet hjälpa.
Deras studie - med titeln "En vulkanisk vätgasbebyggd zon" - publicerades nyligen i The Astrophysical Journal Letters. Enligt deras resultat är nyckeln till nollställning i livet på andra planeter att leta efter de tydliga tecken på vulkanutbrott - nämligen vätgas (H²). Anledningen är att detta och de traditionella växthusgaserna skulle kunna utvidga stjärnorna i stjärnor avsevärt.
Som Ramses Ramirez, en forskningsassistent vid Cornells Carl Sagan Institute och studiens huvudförfattare, sa i ett pressmeddelande från universitetet:
”På frysta planeter skulle allt potentiellt liv begravas under islager, vilket skulle göra det riktigt svårt att upptäcka med teleskop. Men om ytan är tillräckligt varm - tack vare vulkaniskt väte och atmosfärisk uppvärmning - kan du ha liv på ytan och generera en mängd upptäckbara signaturer. ”
Planetforskare teoretiserar att för miljarder år sedan hade jordens tidiga atmosfär en riklig mängd vätgas (H²) på grund av vulkanisk utgasning. Interaktion mellan väte och kvävemolekyler i denna atmosfär tros ha hållit jorden varm tillräckligt länge för att livet ska utvecklas. Men under de närmaste miljoner åren rymde denna vätgas ut i rymden.
Detta tros vara ödet för alla markplaneter, som bara kan hålla fast vid deras planetvärmande väte så länge. Men enligt den nya studien kan vulkanisk aktivitet förändra detta. Så länge de är aktiva och deras aktivitet är tillräckligt intensiv kan även planeter som är långt ifrån deras stjärnor uppleva en växthuseffekt som skulle vara tillräcklig för att hålla ytorna varma.
Tänk på solsystemet. När man redogör för den traditionella växthuseffekten som orsakas av kvävgas (N²), koldioxid och vatten, sträcker sig ytterkanten av vår sol bebyggda zon till ett avstånd på cirka 1,7 AU - precis utanför Mars omloppsbana. Utöver detta gör kondensation och spridning av CO²-molekyler en växthuseffekt försumbar.
Men om man faktorerar utgasningen av tillräckliga nivåer av H², kan den bebodda zonen utsträcka den yttre kanten till cirka 2,4 AU. På detta avstånd skulle planeter som är på samma avstånd från solen som Asteroidbältet teoretiskt kunna upprätthålla liv - förutsatt att tillräckligt med vulkanisk aktivitet var närvarande. Detta är verkligen spännande nyheter, särskilt mot bakgrund av det senaste tillkännagivandet av sju exoplaneter som kretsar kring den närliggande TRAPPIST-1-stjärnan.
Av dessa planeter tros tre kretsa inom stjärnans bebodliga zon. Men som Lisa Kaltenegger - också en medlem av Carl Sagan-institutet och medförfattaren på papperet - indikerade, kunde deras forskning lägga till en annan planet till detta
"Potentiellt bebörlig" sortiment:
”Att hitta flera planeter i den värdstjärniga bebyggda zonen är en stor upptäckt eftersom det betyder att det kan finnas ännu mer potentiellt bebodda planeter per stjärna än vi trodde. Att hitta fler steniga planeter i den bebodda zonen - per stjärna - ökar våra odds för att hitta liv ... Även om osäkerheter med den yttersta Trappist-1-planeten 'h' innebär att vi måste vänta och se på den. "
En annan uppsida med denna studie är att förekomsten av vulkaniskt producerad vätgas skulle vara lätt att upptäcka av både markbaserade och rymdbaserade teleskoper (som rutinmässigt utför spektroskopiska undersökningar på avlägsna exoplaneter). Så inte bara skulle vulkanisk aktivitet öka sannolikheten för att det finns liv på en planet, det skulle också vara relativt lätt att bekräfta.
"Vi ökade bara bredden på den bebodda zonen med ungefär hälften och lägger till mycket fler planeter i vår" sökning här "-lista," sade Ramirez. "Att lägga till väte i luften på en exoplanet är bra om du är en astronom som försöker observera potentiellt liv från ett teleskop eller ett rymduppdrag. Det ökar din signal, vilket gör det lättare att upptäcka atmosfärens smink jämfört med planeter utan väte. "
Uppdrag som Spitzer och Hubble Space Telescope används redan för att studera exoplaneter för tecken på väte och helium - främst för att avgöra om de är gasjättar eller steniga planeter. Men genom att leta efter vätgas tillsammans med andra biosignaturer (dvs metan och ozon), kan nästa generations instrument som James Webb Space Telescope eller European Extremely Large Telescope minska livets sökning.
Det är naturligtvis alldeles för tidigt att säga om denna studie kommer att hjälpa till i vår sökning efter extra-solliv. Men under de kommande åren kanske vi befinner oss ett steg närmare att lösa den besvärliga Fermi-paradoxen!
