Najbliższe egzoplanety mogą posiadać życie

Ekscytacja egzoplanetami gwałtownie wzrosła, gdy odkryto, że skaliste planety podobne do Ziemi krążą w strefie zdatnej do zamieszkania wokół niektórych z naszych najbliższych gwiezdnych sąsiadek – dopóki nadzieja na istnienie życia nie została zniweczona przez wysoki poziom promieniowania bombardującego te światy.

Proxima-b, oddalona zaledwie o 4,24 lat świetlnych stąd, otrzymuje 250x więcej promieniowania rentgenowskiego, niż Ziemia, i może doświadczać śmiertelnego poziomu promieniowania UV na swojej powierzchni. Jak życie może przetrwać takie bombardowanie? Astronomowie z Uniwersytetu Cornella twierdzą, że życie już przetrwało tego rodzaju gwałtowne promieniowanie, i mają dowód: ty.

Całe dzisiejsze życie na Ziemi wyewoluowało ze stworzeń, które dobrze rozwijały się podczas jeszcze większego ataku promieniowania UV, niż obecnie doświadcza Proxima-b i inne pobliskie egzoplanety. Ziemia sprzed 4 mld lat była chaotycznym, napromieniowanym, gorącym bałaganem. Mimo to, w jakiś sposób życie się rozprzestrzeniło.

To samo może się wydarzać w tej chwili, na niektórych najbliższych egzoplanetach. Naukowcy modelowali środowiska UV powierzchni czterech egzoplanet znajdujących się najbliżej Ziemi, które są potencjalnie nadające się do zamieszkania: Proxima-b, TRAPPIST-1e, Ross-128b oraz LHS-1140b.

Te planety krążą wokół małych czerwonych karłów, które, w przeciwieństwie do naszego Słońca, często rozbłyskują, kąpiąc swoje planety w promieniowaniu UV o wysokiej energii. Chociaż nie wiadomo dokładnie, jakie warunki panują na powierzchni planet krążących wokół tych rozbłyskujących gwiazd, wiadomo, że takie rozbłyski są biologicznie szkodliwe i mogą powodować erozję w atmosferach planet. Wysoki poziom promieniowania powoduje mutację molekuł biologicznych, takich jak kwasy nukleinowe, a nawet ich wyłączanie.

Lisa Kaltenegger i Jack O’Malley-James modelowali różne składy atmosfery, od tych podobnych do dzisiejszej Ziemi, po atmosfery „zerodowane” i „beztlenowe” – te o bardzo cienkiej atmosferze, które nie blokują dobrze promieniowania UV oraz bez ochronnego ozonu. Modele pokazują, że gdy atmosfera jest cienka a poziom ozonu spada, do powierzchni Ziemi dociera więcej wysokoenergetycznego promieniowania UV. Naukowcy porównali modele do historii Ziemi, od okresu prawie 4 mld lat temu do dzisiaj.

Chociaż modelowane planety otrzymują więcej promieniowania UV, niż emituje nasze Słońce, jest ono znacznie niższe, niż otrzymywała Ziemia 3,9 mld lat temu.

„Biorąc pod uwagę, że wczesna Ziemia była zamieszkana, pokazujemy, że promieniowanie UV nie powinno być czynnikiem ograniczającym zdolność do zamieszkania planet krążących wokół gwiazdy typu M. Nasze najbliższe sąsiednie światy pozostają intrygującymi celami na poszukiwanie życia poza Układem Słonecznym” – piszą w swoim artykule naukowcy.

Przeciwne pytanie powstaje dla planet krążących wokół nieaktywnych gwiazd typu M, na których strumień promieniowania jest wyjątkowo niski: czy ewolucja życia wymaga wysokiego poziomu promieniowania wczesnej Ziemi?

Aby ocenić potencjalną zdolność do zamieszkania światów o różnym tempie napływu promieniowania, naukowcy ocenili wskaźnik śmiertelności dla różnych długości fal UV Deinococcus radiodurans, jednego z najbardziej odpornych na promieniowanie znanych organizmów.

Wiele organizmów na Ziemi stosuje mechanizmy przetrwania – w tym ochronne pigmenty, biofluorescencję i życie w glebie, wodzie lub skale – aby poradzić sobie z wysokim poziomem promieniowania, które może być imitowane przez życie na innych światach, zauważają naukowcy. Życie podpowierzchniowe byłoby trudniejsze do znalezienia na odległych planetach bez pewnego rodzaju biosygnatur atmosferycznych, które teleskopy mogą wykryć.

„Historia życia na Ziemi dostarcza nam wielu informacji na temat tego, jak biologia może pokonać wyzwania środowiska, które uważamy za wrogie” – powiedział O’Malley-James.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
Cornell University

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.