Przez lata szukaliśmy życia tam, gdzie wydawało się to najbardziej logiczne: wokół gwiazd, w klasycznej strefie życia, z umiarkowaną temperaturą i szansą na ciekłą wodę. Tymczasem nowe badanie podsuwa scenariusz znacznie dziwniejszy, ale wcale nie tak nierealny, jak mogłoby się wydawać. Okazuje się, że księżyce wokół planet swobodnych mogą mieć warunki sprzyjające życiu, mimo że ich planety nie krążą wokół żadnej gwiazdy.
To ważna zmiana perspektywy. Bo jeśli ten model okaże się trafny, życie we Wszechświecie może mieć więcej potencjalnych kryjówek, niż dotąd zakładaliśmy.
Planety swobodne nie muszą być martwymi światami
Planety swobodne, nazywane też planetami samotnymi albo wędrującymi, to obiekty, które nie są związane z żadną gwiazdą. Najprawdopodobniej powstały w układach planetarnych, ale później zostały z nich wyrzucone w wyniku grawitacyjnego chaosu. W młodych układach takie kosmiczne przepychanki nie są niczym niezwykłym.
Choć wykrycie takich planet jest bardzo trudne, astronomowie podejrzewają, że może ich być ogromna liczba. Niektóre szacunki sugerują wręcz, że w samej Drodze Mlecznej mogą istnieć ich biliony. To już samo w sobie robi wrażenie. Ale nowe badanie idzie o krok dalej: sugeruje, że niektóre z tych planet mogą zachować własne księżyce. A to otwiera zupełnie nowy rozdział w astrobiologii.
Skąd ciepło, skoro nie ma gwiazdy?
Na pierwszy rzut oka odpowiedź wydaje się prosta: bez gwiazdy nie ma ogrzewania, więc nie ma życia. Problem w tym, że Wszechświat nie lubi prostych odpowiedzi.
Autorzy badania zwracają uwagę, że gwiazda nie jest jedynym możliwym źródłem ciepła. Jeśli planeta swobodna zachowa swój księżyc, to podczas wyrzucania z układu gwiezdnego orbita tego księżyca może się wydłużyć i stać bardziej eliptyczna. A to oznacza zmienną odległość od planety podczas obiegu.
W praktyce prowadzi to do naprężeń pływowych. Grawitacja planety raz mocniej ściska wnętrze księżyca, raz słabiej. Taki ciągły „masaż grawitacyjny” generuje ciepło od środka. To zjawisko znamy już z naszego Układu Słonecznego, choć tutaj mówimy o dużo bardziej ekstremalnym scenariuszu.
Sama energia z wnętrza nie wystarczy
Ciepło trzeba nie tylko wytworzyć, ale też zatrzymać. I właśnie tu zaczyna się najciekawsza część całej historii.
W starszych modelach zakładano, że rolę kosmicznego koca mogłaby pełnić gruba atmosfera złożona z dwutlenku węgla. Problem w tym, że w bardzo zimnym środowisku międzygwiazdowym CO2 z czasem się kondensuje. Mówiąc prościej: taki koc przestaje działać tak dobrze, jak powinien.
Wcześniejsze badania sugerowały, że atmosfera dwutlenku węgla mogłaby utrzymać warunki sprzyjające ciekłej wodzie przez około 1,6 miliarda lat. To dużo, ale być może za mało, by z prostych form życia rozwinęło się coś bardziej złożonego. Na Ziemi zajęło to znacznie dłużej.
Dlatego zespół Davida Dahlbüddinga zaproponował inny pomysł: zamiast dwutlenku węgla, atmosfera miałaby być bogata w wodór.
Atmosfera wodorowa może działać jak wyjątkowo skuteczna izolacja
To właśnie ten element sprawia, że badanie jest tak intrygujące. Wodór pozostaje gazem nawet w bardzo niskich temperaturach. Co więcej, w warunkach wysokiego ciśnienia potrafi bardzo skutecznie zatrzymywać ciepło.
Według modelu opracowanego przez badaczy, połączenie ogrzewania pływowego i grubej atmosfery wodorowej mogłoby utrzymać na powierzchni egzoksiężyca warunki sprzyjające ciekłej wodzie nawet przez 4,3 miliarda lat. To niemal tyle, ile liczy obecnie Ziemia.
To już nie jest ciekawostka na marginesie astronomii. To czas wystarczająco długi, by potencjalnie mogły zajść bardzo złożone procesy biologiczne.
Księżyce wokół planet swobodnych a życie – nowa definicja „strefy życia”
Najciekawszy wniosek z tego badania jest prosty: gwiazda może nie być warunkiem koniecznym do stworzenia środowiska nadającego się do życia. To mocne zdanie, bo uderza w jeden z najbardziej utrwalonych schematów w poszukiwaniu obcych światów.
Oczywiście obecność ciekłej wody nie oznacza automatycznie życia. Potrzebne są jeszcze inne warunki: odpowiednia chemia, stabilność środowiska i czas. Jednak jako punkt wyjścia ten scenariusz wygląda zaskakująco solidnie.
I właśnie dlatego temat robi się naprawdę ciekawy. Bo jeśli księżyce wokół planet swobodnych rzeczywiście mogą utrzymywać wodę w stanie ciekłym przez miliardy lat, to liczba potencjalnie zamieszkiwalnych miejsc we Wszechświecie może być znacznie większa, niż sądziliśmy.
Problem jest jeden: na razie trudno to sprawdzić
Tu wracamy na ziemię, a właściwie do ograniczeń współczesnej technologii. Planety swobodne są trudne do wykrycia. Ich księżyce – jeszcze trudniejsze. A badanie atmosfer takich obiektów to dziś praktycznie science fiction w sensie technicznym, nie koncepcyjnym.
To oznacza, że na razie mamy do czynienia z bardzo obiecującym modelem teoretycznym, ale nie z bezpośrednią obserwacją. Naukowcy zdają sobie z tego sprawę i zapowiadają dalsze prace nad bardziej złożonymi symulacjami. Chcą sprawdzić, jakie inne konfiguracje atmosfer mogłyby działać podobnie i jak stabilne byłyby takie układy przez długi czas.
To może być jeden z najciekawszych tropów w astrobiologii
W nauce są takie pomysły, które od razu czuć, że mogą mocno namieszać. Ten jest jednym z nich. Bo nie chodzi tylko o jeden egzotyczny typ świata. Chodzi o zmianę całego sposobu myślenia o tym, gdzie warto szukać życia.
Do tej pory patrzyliśmy głównie na planety krążące wokół gwiazd. Teraz okazuje się, że kosmiczni samotnicy także mogą mieć coś do powiedzenia. A dokładniej: ich księżyce.
Jeśli przyszłe badania potwierdzą ten kierunek, może się okazać, że życie nie potrzebuje słońca nad głową tak bardzo, jak myśleliśmy.
Wyniki badań opublikowano w miesięczniku Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .
Co naprawdę znajduje się w centrum Drogi Mlecznej? Nowe badania stawiają odważną hipotezę