Οι κατοικήσιμοι πλανήτες ίσως είναι σπάνιοι στο Σύμπαν

Ο αριθμός των πλανητών στο Σύμπαν είναι φυσικά ανυπολόγιστος. Στατιστικώς θεωρείται δεδομένο ότι υπάρχουν αμέτρητοι πλανήτες με χαρακτηριστικά και συνθήκες παρόμοιες με αυτές της Γης. Πλανήτες που να βρίσκονται στην αποκαλούμενη κατοικήσιμη ζώνη, σε απόσταση δηλαδή από το μητρικό τους άστρο τέτοια που να μπορούν να αναπτυχθούν συνθήκες φιλικές στην ζωή όπως για παράδειγμα, νερό σε υγρή μορφή.

Από την αναζήτηση πλανητών έξω από το ηλιακό σύστημα έρχεται μια εναλλαγή συναρπαστικών ειδήσεων και άσχημων μαντάτων για όσους ελπίζουν να ανακαλύψουν κατοικημένους κόσμους. Και αυτό που προέρχεται τώρα από τη Βασιλική Αστρονομική Εταιρεία είναι ότι χειρότερο, επειδή ελαχιστοποιεί τους εξωπλανήτες του Γαλαξία μας, ίσως περισσότερο και από το μισό, που είναι κατοικήσιμοι.

Ο Kepler-442b μεγέθους σαν τη Γη και πιθανώς βραχώδης πλανήτης είναι σε τροχιά στην κατοικήσιμη ζώνη του άστρου Kepler-442 τύπου Κ, περίπου 1.206 έτη φωτός από τη Γη στον αστερισμό Λύρα.  Έχει κάποιες μικρές πιθανότητες να μπορεί να υποστηρίξει σύνθετες μορφές ζωής

Έχει ανακαλυφθεί ότι οι κόκκινοι νάνοι δεν μπορούν να διατηρήσουν τη ζωή (είναι ψυχροί), έτσι οι εξωπλανήτες που στρέφονται γύρω τους είναι στείροι και το ίδιο ισχύει και για τους λευκούς νάνους, που είναι ένα άλλο μεγάλο ποσοστό άστρων και πλανητών τους. Όχι ότι ο υπόλοιπος αριθμός κατοικήσιμων πλανητών είναι μικρός, αλλά οι πιθανότητες γίνονται μικρότερες. Γιατί στατιστικά θεωρείται δεδομένο ότι υπάρχουν αμέτρητοι πλανήτες με χαρακτηριστικά και συνθήκες παρόμοιες με αυτές της Γης. Πλανήτες που να βρίσκονται στην αποκαλούμενη κατοικήσιμη ζώνη, σε απόσταση δηλαδή από το μητρικό τους άστρο τέτοια που να μπορούν να αναπτυχθούν συνθήκες φιλικές στην ζωή όπως για παράδειγμα, νερό σε υγρή μορφή.

Έχουν πραγματοποιηθεί μάλιστα τα τελευταία χρόνια διάφορες μελέτες από ερευνητικές ομάδες που προσπάθησαν να υπολογίσουν τον αριθμό των πλανητών στον Γαλαξία μας που διαθέτουν χαρακτηριστικά (μέγεθος, γεωλογία) και συνθήκες (ατμόσφαιρα, ηλιακό φως) φιλικές στην παρουσία της ζωής. Μια από αυτές τις μελέτες κάνει λόγο για περίπου 300 εκατ. κατοικήσιμους πλανήτες στον γαλαξία μας ενώ μια άλλη κάνει λόγο για έξι δισ. κατοικήσιμους πλανήτες στον γαλαξία μας.

Ο συνολικός αριθμός των πλανητών στον γαλαξία μας δεν είναι εύκολο να υπολογιστεί αλλά σε κάθε περίπτωση και με τις πιο συντηρητικές εκτιμήσεις ο αριθμός τους θα είναι από μερικές δεκάδες ως μερικές εκατοντάδες δισ. πλανήτες. Οι επιστήμονες δεν είχαν τα τεχνικά μέσα για να εντοπίζουν πλανήτες μακριά από το ηλιακό μας σύστημα. Τα τελευταία 20 χρόνια κυρίως με την χρήση των διαστημικών τηλεσκοπίων αυτό άλλαξε και πλέον η ανακάλυψη εξωπλανητών, όπως ονομάζονται οι πλανήτες σε άλλα αστρικά συστήματα, γίνεται σε σχεδόν εβδομαδιαία βάση.

Μέχρι στιγμής έχουμε ανακαλύψει περισσότερους από 4,5 χιλιάδες εξωπλανήτες ενώ έχει υποδειχθεί από τα τηλεσκόπια η ύπαρξη άλλων τόσων και μένει να επιβεβαιωθεί η παρουσία τους. Έτσι οι επιστήμονες έχουν πλέον στην διάθεση τους ένα πραγματικό δείγμα για να πραγματοποιούν πλανητικές μελέτες.

Η ερευνητική ομάδα στη δημοσίευση της στην επιθεώρηση «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society» υποστηρίζει ότι ο αριθμός των πλανητών με συνθήκες παρόμοιες με αυτές της Γης είναι κατά πολύ μικρότερος από όσο πιστεύαμε μέχρι σήμερα.

Η φωτοσύνθεση

«Η φωτοσύνθεση παίζει διπλό ρόλο στην ύπαρξη της επίγειας βιόσφαιρας: είναι μια πηγή βιολογικής τροφής και μια πηγή μοριακών οξυγόνου για τον μεταβολισμό. Στη Γη, οι ζωντανοί οργανισμοί εκμεταλλεύονται την φωτοσύνθεση για να παράγουν οργανικά στοιχεία, συλλέγοντας το φως του ήλιου κυρίως στην ορατή περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, από 400 έως περίπου 700 nm, και για να παράγουν μοριακό οξυγόνο, ένα άλλο βασικό στοιχείο για την πολύπλοκη ζωή.”, αναφέρει ο Giovanni Covone, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Νάπολης, επικεφαλής της μελέτης

«Υπολογίσαμε τη ροή φωτονίων που πήραμε από τους δέκα γνωστούς κατοικήσιμους βραχώδεις πλανήτες: κανένας δεν έχει τις θεωρητικές συνθήκες για να διατηρήσει μια γήινη βιόσφαιρα μέσω της φωτοσύνθεσης», σχολιάζει ο Covone. “Μόνο ένας πλανήτης σε αυτό το δείγμα λαμβάνει μια χρήσιμη ροή κοντά σε αυτήν που απαιτείται για τη διατήρηση μιας μεγάλης βιόσφαιρας: ο Kepler-442b, ένας γιγαντιαίος βραχώδης πλανήτης με περίπου διπλάσια μάζα της Γης, σε τροχιά γύρω από ένα μέτρια καυτό αστέρι περίπου 1200 έτη φωτός μακριά. “

«Αυτή η μελέτη αποκαλύπτει ότι υπάρχουν ισχυρά εμπόδια στην ανάπτυξη σύνθετης ζωής και φαίνεται ότι τα σημεία του διαστήματος που ευνοούν την δημιουργία μας βιόσφαιρας παρόμοιας με αυτή της Γης δεν είναι τόσο πολλά όσο πιστεύαμε» αναφέρει ο Giovanni Covone.

Όταν μελετάμε τις ιδιότητες των αστεριών, το όριο μεταξύ της βιωσιμότητας και της στειρότητας ενός πλανήτη είναι πολύ λεπτό: τα ψυχρά αστέρια δεν παρέχουν μεγάλες ποσότητες φωτονίων και η αποτελεσματικότητά τους είναι χαμηλή, ενώ τα αστέρια θερμότερα από, περίπου, 8000 βαθμούς Κέλβιν δεν ζουν αρκετά καιρό, για να επιτρέψει στη ζωή να εξελιχθεί σε πολύπλοκα συστήματα. Ο Ήλιος έχει θερμοκρασία περίπου 6000 βαθμούς Κέλβιν και εκπέμπει περίπου το 40% της ενέργειας του στο φάσμα της φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας, που ονομάζεται PAR για συντομία. Τα θερμότερα αστέρια προσφέρουν καλύτερες πιθανότητες για την εξέλιξη μιας σύνθετης βιόσφαιρας, καθώς είναι φωτεινότερα και επομένως εκπέμπουν περισσότερη ακτινοβολία στο PAR.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα αστέρια με θερμοκρασίες κάτω των 3700 βαθμών ο Kelvin δεν μπορούν να υποστηρίξουν μια γήινη βιόσφαιρα επειδή δεν παρέχουν αρκετά φωτόνια στην περιοχή PAR: η οξυγονική φωτοσύνθεση θα ήταν ακόμα δυνατή, αλλά δεν θα μπορούσε να υποστηρίξει τη ζωή όπως την ξέρουμε. Γη. Οι πλανήτες γύρω από ακόμη πιο κρύα αστέρια (κόκκινοι νάνοι με θερμοκρασίες κάτω από 2600 βαθμούς Kelvin) μπορεί να μην λαμβάνουν καν αρκετά φωτόνια για να ενεργοποιήσουν τη φωτοσύνθεση – αυτό συμβαίνει με ορισμένους πλανήτες που αποτελούν το σύστημα Trappist-1.

Δεδομένου ότι οι κόκκινοι νάνοι είναι τα πιο συνηθισμένα αστέρια στον Γαλαξία, “δυστυχώς φαίνεται ότι οι βέλτιστες συνθήκες για τη φιλοξενία μιας πλούσιας βιόσφαιρας που μοιάζει με τη Γη δεν είναι διαδεδομένες”, καταλήγει ο Covone.

ΠΗΓΗ: physics4u

https://www.lastampa.it/scienza/2021/06/24/news/esopianeti-la-doccia-fredda-delle-nane-rosse-1.40426760