Astronomer oppdager nå rutinemessig planeter som kretser rundt stjerner utenfor solsystemet – de kalles eksoplaneter. Men sommeren 2022 jobber team med NASA Transiterende Exoplanet Survey Satellite fant noen få spesielt interessante planeter som kretser rundt i de beboelige sonene til deres foreldrestjerner.
En planet er 30 % større enn jorden og går i bane rundt stjernen sin på mindre enn tre dager. Den andre er 70 % større enn jorden og kan være vert for et dypt hav. Disse to eksoplanetene er super-jordene – mer massiv enn jorden, men mindre enn isgiganter som Uranus og Neptun.
jeg er en professor i astronomi som studerer galaktiske kjerner, fjerne galakser, astrobiologi og eksoplaneter. Jeg følger nøye med på søket etter planeter som kan være vertskap for liv.
Jorden er fortsatt det eneste stedet i universet forskerne vet hvor det er hjem til liv. Det virker logisk å fokusere søket etter liv på jordkloner – planeter med egenskaper nær jordens. Men forskning har vist at den beste sjansen astronomer har for å finne liv på en annen planet sannsynligvis vil være på en superjord som ligner på de som ble funnet nylig.
Felles og lett å finne
De fleste superjordene går i bane rundt kule dvergstjerner, som har lavere masse og lever mye lenger enn solen. Det er hundrevis av kule dvergstjerner for hver stjerne som solen, og forskere har funnet superjordene i bane rundt 40 % av kule dverger de har sett på. Ved å bruke det tallet anslår astronomer at det er det titalls milliarder av superjordene i beboelige soner der flytende vann kan eksistere i Melkeveien alene. Siden alt liv på jorden bruker vann, antas vann å være avgjørende for beboelighet.
Basert på gjeldende anslag, ca tredjedel av alle eksoplaneter er superjordar, noe som gjør dem til den vanligste typen eksoplaneter i Melkeveien. Den nærmeste er kun seks lysår unna fra jorden. Du kan til og med si at solsystemet vårt er uvanlig siden det ikke har en planet med en masse mellom jorden og Neptun.
En annen grunn til at superjordene er ideelle mål i jakten på liv, er at de er mye lettere å oppdage og studere enn planeter på størrelse med jorden. Det er to metoder astronomer bruker for å oppdage eksoplaneter. Den ene ser etter gravitasjonseffekten av en planet på dens moderstjerne, og den andre ser etter en kort dimming av en stjernes lys når planeten passerer foran den. Begge disse deteksjonsmetodene er enklere med en større planet.
Superjord er superbeboelig
For over 300 år siden hevdet den tyske filosofen Gottfried Wilhelm Leibniz at Jorden var “beste av alle mulige verdener.” Leibniz’ argument var ment å ta opp spørsmålet om hvorfor ondskap eksisterer, men moderne astrobiologer har utforsket et lignende spørsmål ved å spørre hva som gjør en planet gjestfri for liv. Det viser seg at jorden ikke er den beste av alle mulige verdener.
På grunn av jordens tektoniske aktivitet og endringer i solens lysstyrke, har klimaet endret seg over tid fra havkokende varmt til hele planeten, dypfrysende kaldt. Jorden har vært ubeboelig for mennesker og andre større skapninger i det meste av sin 4,5 milliarder år lange historie. Simuleringer tyder på langsiktighet Jordens beboelighet var ikke uunngåelig, men var et spørsmål om tilfeldigheter. Mennesker er bokstavelig talt heldige som er i live.
Forskere har kommet opp med en liste over attributtene som gjør en planet veldig gunstig for liv. Større planeter er mer sannsynlig å være geologisk aktive, en funksjon som forskerne tror ville fremme biologisk evolusjon. Så den mest beboelige planeten ville ha omtrent dobbelt så stor masse som jorden og være mellom 20 % og 30 % større i volum. Det vil også ha hav som er grunt nok til at lys kan stimulere liv helt til havbunnen og en gjennomsnittstemperatur på 77 grader Fahrenheit (25 grader Celsius). Den ville ha en atmosfære tykkere enn jordens som ville fungere som et isolerende teppe. Til slutt vil en slik planet gå i bane rundt en stjerne som er eldre enn solen for å gi liv lengre å utvikle seg, og den ville ha et sterkt magnetfelt som beskytter mot kosmisk stråling. Forskere tror at disse egenskapene kombinert vil gjøre en planet super beboelig.
Per definisjon har superjordene mange av egenskapene til en superbeboelig planet. Til dags dato har astronomer oppdaget to dusin superjordiske eksoplaneter som er, om ikke den beste av alle mulige verdener, teoretisk sett mer beboelige enn Jorden.
Nylig har det kommet et spennende tillegg til beholdningen av beboelige planeter. Astronomer har begynte å oppdage eksoplaneter som har vært kastet ut fra stjernesystemene deresog det kan være milliarder av dem streifer rundt Melkeveien. Hvis en superjord blir kastet ut av sitt stjernesystem og har en tett atmosfære og vannaktig overflate, kan den det opprettholde liv i titalls milliarder årlangt lenger enn livet på jorden kunne vedvare før solen dør.
Oppdager liv på superjordene
For å oppdage liv på fjerne eksoplaneter, vil astronomer lete etter biosignaturer, biprodukter av biologi som kan påvises i en planets atmosfære.
NASAs James Webb-romteleskop ble designet før astronomer hadde oppdaget eksoplaneter, så teleskopet er ikke optimalisert for eksoplanetforskning. Men det er i stand til å gjøre noe av denne vitenskapen og er planlagt til målrette mot to potensielt beboelige superjordar i sitt første driftsår. Et annet sett med superjordar med massive hav oppdaget de siste årene, samt planetene som ble oppdaget i sommer, er også overbevisende mål for James Webb.
Men de beste sjansene for å finne tegn på liv i eksoplanetatmosfærer vil komme med neste generasjon gigantiske, bakkebaserte teleskoper: 39 meter ekstremt stort teleskopden Tretti meter teleskop og 24,5 meter gigantisk Magellan-teleskop. Disse teleskopene er alle under konstruksjon og skal begynne å samle inn data innen slutten av tiåret.
Astronomer vet at ingrediensene for liv er der ute, men beboelig betyr ikke bebodd. Inntil forskere finner bevis på liv andre steder, er det mulig at livet på jorden var en unik ulykke. Mens det er mange grunner til at en beboelig verden ville ikke ha livstegnHvis astronomer i løpet av de kommende årene ser på disse superbeboelige superjordene og ikke finner noe, kan menneskeheten bli tvunget til å konkludere med at universet er et ensomt sted.
Chris Impeyprofessor i astronomi ved universitetet, University of Arizona
Denne artikkelen er publisert på nytt fra Samtalen under en Creative Commons-lisens. Les original artikkel.