Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Astronomowie zidentyfikowali nową klasę planet pozasłonecznych, na których może istnieć życie

Recommended Posts

Naukowcy poszukujący życia poza Układem Słonecznym zwracają uwagę na planety o podobnej masie, rozmiarach, temperaturze i składzie atmosfery, co Ziemia. Astronomowie z University of Cambridge twierdzą jednak, że istnieje znacznie więcej możliwości, niż tylko znalezienie „drugiej Ziemi”. Na łamach Astrophysical Journal opublikowali artykuł, w którym informują o zidentyfikowaniu nowej klasy planet, na których może istnieć życie. A jako że planety tą są bardziej rozpowszechnione i łatwiejsze do obserwowania niż kopie Ziemi, nie można wykluczyć, że ślady życia poza Układem Słonecznym znajdziemy w ciągu kilku lat.

Ta nowa klasa została przez nich nazwana „planetami hyceańskimi”, od złożenia wyrazów „hydrogen” (wodór) i „ocean”. To światy pokryte oceanem o atmosferze bogatej w wodór. Planety hyceańskie otwierają zupełnie nowe możliwości w dziedzinie poszukiwania życia, mówi główny autor badań, doktor Nikku Madhusudhan z Insytutu Astroomii.

Wiele z kandydatów na „planety hyceańskie” to obiekty większe i cieplejsze od Ziemi. Ale z ich charakterystyk wynika, że są pokryte olbrzymimi oceanami zdolnymi do podtrzymania życia w takiej formie, jaką znajdujemy z najbardziej ekstremalnych ziemskich środowiskach wodnych. Co więcej, dla planet takich istnieje znacznie większa ekosfera.

Ekosfera, przypomnijmy, to taki zakres odległości planety od jej gwiazdy macierzystej, w którym woda na planecie może istnieć w stanie ciekłym. Jak się okazuje, w przypadku „planet hyceańskich” ekosfera jest szersza niż dla planet wielkości Ziemi.
W ciągu ostatnich niemal 30 lat odkryliśmy tysiące planet poza Układem Słonecznym. Większość z nich to planety większe od Ziemi, a mniejsze od Neptuna, zwane super-Ziemiami. To zwykle skaliste lub lodowe olbrzymy z atmosferami bogatymi w wodór. Wcześniejsze badania takich planet pokazywały, że jest na nich zbyt gorąco, by mogło tam istnieć życie.

Niedawno zespół Madhusudhana prowadził badania super-Ziemi K2-18. Naukowcy odkryli, że w pewnych okolicznościach na planetach takich mogłoby istnieć życie. Postanowili więc przeprowadzić szerzej zakrojone badania, by określić, jakie warunki powinna spełniać planeta i jej gwiazda, by tego typu okoliczności zaszły, które ze znanych egzoplanet je spełniają oraz czy możliwe byłoby zaobserwowanie z Ziemi ich biosygnatur, czyli śladów tego życia.

Uczeni stwierdzili, że „planety hyceańskie” mogą być do 2,6 razy większe od Ziemi, temperatura ich atmosfery może dochodzić do 200 stopni Celsjusza, ale warunki panujące w oceanach mogą być podobne do warunków, w jakich w ziemskich oceanach istnieją mikroorganizmy. Do klasy tej należą też „ciemne planety hyceańskie”, których obrót jest zsynchronizowany z ich obiegiem wokół gwiazdy, zatem w stronę gwiazdy zwrócona jest zawsze jedna strona planety. Tego typu ciała niebieskie mogłyby utrzymać życie tylko na stronie nocnej.

Planety większe od Ziemi, ale nie bardziej niż 2,6-krotnie, dominują wśród odkrytych planet. Można przypuszczać, że „planety hyceańskie” występują wśród nich dość powszechnie. Dotychczas jednak nie cieszyły się zbyt dużym zainteresowaniem, gdyż skupiano się przede wszystkim na badaniu planet najbardziej podobnych do Ziemi.

Jednak sam rozmiar to nie wszystko. Aby potwierdzić, że mamy do czynienia z „planetą hyceańską” musimy też poznać jej masę, temperaturę oraz skład atmosfery.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wielkie wodne planety z głębokimi na 20 km oceanami i lodem VII pokrywającym ich dno nie będą sprzyjać powstaniu życia bo nie będzie tam typowych skalistych  kominów hydrotermalnych tylko dziury w lodzie. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Co jest nie tak z tymi kominami hydrotermalnymi na wodnych światach? Lód nigdy nie pokryje dna o ile będzie zadowalająca głębokość oceanu, a planeta będzie miała wystarczającą ilość ciepła pochodzącego z rozpadów promieniotwórczych czy tektoniki i sił pływowych oraz wywołanego nimi tarcia. NASA ma pośrednie dowody na kominy hydrotermalne na księżycach Europie i Enceladusie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Podejrzewa się że życie powstało w kominach hydrotermalnych. 

Na Ziemi mamy kominy z wydobywająca się wodą o temperaturze 60-400 st C otoczone oceanem o temp 4 st c.

Tak myślę że głębszy ocean z egzotycznym lodem odpornym na temperaturę nawet 600K to inne warunki. Pewnie woda w takich kominach jest jeszcze gorętsza. Cegiełki życia - nukleotydy takich warunków nie przetrwają. Guanina rozpada się w 360stC.

Edited by piotr123

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zapomniałem, że jest 15 różnych form lodu :) Wydaje mi się, że nie ma problemu. Patrząc na diagram stanów skupienia wody to powinna być w stanie ciekłym przy dnie nawet na tak dużych planetach z głębokimi oceanami pokrywającymi całą powierzchnię. Na Ziemi na 20 km jest 0.2 GPa, więc jest bardzo duży zapas dla większych planet ze znacznie większa grawitacją i to przy założeniu, że temperatura jest 0 C. Przy większej jak 50-80 C, margines jest jeszcze większy. Inna sprawa czy to ma jakiekolwiek znaczenie? Kominy geotermalne mają dostarczać ciepła oraz wprowadzać minerały i związki nieorganiczne do systemu.

 

W wolnym czasie pogrzebałem i wyszukałem, że Pompeii worm (Alvinella pompejana) to jeden z najbardziej odpornych termicznie organizmów wielokomórkowych na Ziemi. Potrafi znieść skoki temperatury powyżej 80 C. Z kolei niektóre organizmy jednokomórkowe aż do 120 C.

Alvinella-pompejana-a-Pompeii-worm-colon

Na filmie widziałem, jak wychyla się z kryjówki, odfiltrowuje z gorącego strumienia minerały oraz związki siarki i po chwili się chowa z powrotem, żeby się schłodzić i pobrać O2 i CO2, potrzebne bakteriom do chemosyntezy. Ciekawa sprawa :)

Inna rzecz, że temperatura w okolicy tych kominów gwałtownie spada, bo gorąca woda miesza się zimnym oceanem. Im bliżej tym cieplej, ale też większe stężenie związków mineralnych. Podejrzewam, że ewolucja i selekcja naturalna preferowała organizmy, które mogły żyć jak najbliżej.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ziemia jest dobrze ukryta przed obcymi cywilizacjami o podobnym do naszego stopniu zaawansowania technologicznego, które wykorzystują technikę mikrosoczewkowania grawitacyjnego do poszukiwania potencjalnie zamieszkanych planet, ogłosił międzynarodowy zespół naukowy na łamach Monthly Notices of Royal Astronomical Society. Badania naukowców z Japonii, Tajlandii, Francji i Wielkiej Brytanii pomogą określić najlepsze miejsce w Drodze Mlecznej, w którym możemy poszukiwać obcych inteligencji.
      Z naszego doświadczenia wynika, że życia powinniśmy poszukiwać na niewielkich skalistych planetach. Dysponujemy kilkoma technikami poszukiwania takich planet, ale najbardziej efektywnym okazało się poszukiwanie tranzytów, czyli przejść planet na tle ich gwiazdy macierzystej. Dzięki technice tej udało się odkryć 75% ze wszystkich znanych nam egzoplanet. Polega ona na długotrwałej obserwacji gwiazdy i rejestrowaniu okresowych regularnych spadków jej jasności, spowodowanych przejściem planety.
      Metoda tranzytu ma jednak poważne ograniczenia. Najważniejszym z nich jest fakt, że pozwala zarejestrować tylko te planety, których płaszczyzna orbity jest zgodna z płaszczyzną orbity Ziemi. Takich planet jest zaś niewiele.
      Alternatywną metodą jest mikrosoczewkowanie grawitacyjne. Do mikrosoczewkowania dochodzi, gdy światło bardziej odległego obiektu – na przykład gwiazdy – biegnąc w stroną Ziemi, porusza się w pobliżu masywnego obiektu, którym może być inna gwiazda. Dochodzi wówczas do zakrzywienia światła i powiększenia obrazu bardziej odległego z obiektów. Jeśli w takim przypadku bliższa nam gwiazda – ta, która pełni rolę soczewki grawitacyjnej – posiada planetę, dojdzie do dodatkowego zaburzenia soczewkowanego światła, co możemy wykryć.
      Olbrzymią zaletą mikrosoczewkowania jest fakt, że działa na długich dystansach. O ile metoda tranzytu pozwala na obserwowanie planet odległych od nas maksymalnie o kiloparsek (ok. 3200 lat świetlnych), to dzięki mikrosoczewkowaniu możemy wykrywać planety w odległości do 7 kpc.
      Grupa astronomów postanowiła odszukać te regiony naszej galaktyki, z których najłatwiej byłoby zauważyć Ziemię metodą mikrosoczewkowania. Regiony takie nazwali roboczo „strefami mikrosoczewkowania Ziemi” (EMZ - Earth microlensing zone). EMZ możemy traktować jako strefy podobne do Earth Transit Zone, skąd obca cywilizacja może obserwować Ziemię przechodzącą na tle Słońca, wyjaśniają autorzy badań.
      Naukowcy wykorzystali dane dotyczące ponad 1,1 miliarda gwiazd i przyjęli założenie, że w pobliżu każdej z nich znajduje się cywilizacja o podobnym do naszego stopniu zaawansowania technologicznego. Z obliczeń wynika, że liczba obserwacji, podczas których można by zauważyć Ziemię metodą mikrosoczewkowania wynosi zaledwie 14,7 rocznie. Biorąc pod uwagę, jak prawdopodobnie rzadkie jest występowanie w kosmosie zaawansowanych technologicznie cywilizacji, wykrycie Ziemi tą metodą jest „bardzo wątpliwe”. Chyba, że użyje jej cywilizacja znacznie bardziej zaawansowana od nas.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Super-ziemia TOI-1452 b może być w całości pokryta oceanem, uważa międzynarodowy zespół astronomów. Na łamach The Astronomical Journal uczeni poinformowali o odkryciu planety krążącej wokół czerwonego karła TOI-1452 znajdującego się w układzie podwójnym w Gwiazdozbiorze Smoka. Układ ten jest odległy od Ziemi o 99,5 lat świetlnych.
      TOI-1452 b jest nieco większa i bardziej masywna od naszej planety. Obiega swoją gwiazdę w ciągu 11 dni. Mimo że jej gwiazda jest mniejsza i chłodniejsza od Słońca, to planeta otrzymuje mniej więcej dwukrotnie więcej promieniowania niż Ziemia. Jest go tyle, że odpowiada ono temperaturze 52,85 stopni Celsjusza na powierzchni planety.
      Woda stanowi mniej niż 1% masy Ziemi. Gęstość niektórych egzoplanet wskazuje, że w większym stopniu zbudowane są z lżejszych materiałów niż nasza planeta. Najprawdopodobniej znaczy to, że zawierają więcej wody.
      TOI-1452 to jedna z najlepszych znanych nam kandydatek na wodny świat. Jej średnica i masa wskazują, że ma ona znacznie mniejszą gęstość niż planeta zbudowana ze skał i metali, jak Ziemia, stwierdził główny autor badań, Charles Cadieux. Analizy wykazały, że planeta może aż w 30% składać się z wody.
      TOI-1452 b z pewnością będzie badana za pomocą Teleskopu Webba. Znajduje się bowiem stosunkowo blisko Ziemi, co ułatwia badanie jej atmosfery, ponadto jest w takim miejscu nieboskłonu, który jest widoczny dla Webba przez większą część roku. Jak tylko zarezerwujemy sobie czas obserwacyjny na JWST rozpoczniemy pracę nad lepszym zrozumieniem tej planety, dodaje profesor René Doyon z Uniwersytetu w Montrealu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Teleskop Webba wykonał pierwsze zdjęcia planety pozasłonecznej. Na fotografiach widzimy gazowego olbrzyma HIP65426b. To planeta o masie od 5 do 10 razy większej od Jowisza, która powstała zaledwie 15–20 milionów lat temu. Znajduje się w odległości 385 lat świetlnych od Ziemi.
      Na czele zespołu badawczego, który wykonał zdjęcia, stał profesor Sasha Hinkley z University of Exeter. To bardzo ważny moment nie tylko dla Webba, ale dla astronomii. Dzięki Webbowi, obserwując za jego pomocą skład chemiczny planet, możemy bowiem opisywać zjawiska fizyczne na nich zachodzące, stwierdza uczony. Planeta została odkryta w 2017 roku za pomocą urządzenia SPHERE na Very Large Telescope. Dysponowaliśmy jedynie jej obrazami wykonanymi w krótkich falach podczerwieni, które pokazywały dość wąski zakres emisji z planety.
      Większość planet pozasłonecznych wykrywamy metodami pośrednimi, np. rejestrując regularne spadki jasności ich gwiazd, świadczące o tym, że na tle gwiazdy przeszła planeta. Wykonanie bezpośredniego obrazowania planety jest znacznie trudniejszym wyzwaniem, gdyż gwiazdy są wielokrotnie jaśniejsze od planet, więc ich blask przesłania nam krążące wokół nich planety. W przypadku HIP65426b różnica jasności między planetą a jej gwiazdą wynosiła od kilku do ponad 10 tysięcy.
      Nowe zdjęcia wykonano w kilku różnych zakresach podczerwieni: 3,00 mikrometrów (to zdjęcie wykonało urządzenie NIRCam), 4,44 mm (NIRCam), 11,4o mm (MIRI) oraz 15,50 (MIRI). Fotografii takich nie można wykonać z Ziemi, gdyż przeszkadza światło podczerwone emitowane przez naszą atmosferę.
      Bezpośrednie obrazowanie planety było możliwe dzięki temu, że znajduje się ona 100-krotnie dalej od swojej gwiazdy macierzystej niż Ziemia od Słońca. Do pozwoliło Webbowi odróżnić ją od gwiazdy. Instrumenty NIRCam i MIRI są wyposażone w koronografy. To zestaw niewielkich masek, które blokują światło gwiazd, pozwalając dojrzeć obiekty, które w innym przypadku byłyby niewidoczne przez blask gwiazdy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Teleskop Webba (JWST) zdobył pierwsze pewne dowody na obecność dwutlenku węgla w atmosferze egzoplanety. CO2 znaleziono w atmosferze gazowego olbrzyma znajdującego się w odległości 700 lat świetlnych od Ziemi. Odkrycie daje nadzieję, że Webb będzie w stanie wykryć i zmierzyć poziom dwutlenku węgla w atmosferach mniejszych podobnych do Ziemi planet skalistych.
      Planeta, o której mowa, to WASP-39b, gazowy olbrzym o masie niemal czterokrotnie mniejszej od masy Jowisza, za to o średnicy o 30% większej. Tak niska masa w porównaniu z tak dużą objętością jest częściowo spowodowana wysokimi temperaturami planety, sięgającymi 900 stopni Celsjusza. WASP-39 znajduje się 8-krotnie bliżej swojej gwiazdy niż Merkury Słońca. Obiega ją w ciągu zaledwie 4 ziemskich dni.
      Gazowy gigant został odkryty w 2011 roku, a dzięki teleskopom Hubble'a i Spitzera wiemy, że w jej atmosferze znajduje się para wodna, sód i potas. Dzięki niezwykłej czułości Webba w podczerwieni dowiedzieliśmy się właśnie o obecności CO2.
      Odkrycia dokonano dzięki urządzeniu NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph). Zarejestrował on światło macierzystej gwiazdy przechodzące przez atmosferę planety. Jako, że różne gazy pochłaniają fale światła o różnej długości, analizując spektrum docierającego do nas światła możemy dowiedzieć się, jakie molekuły obecne są w atmosferze. Webb zarejestrował spadek ilości docierającego światła w zakresie pomiędzy 4,1 a 4,6 mikrometrów. W ten sposób zdobyliśmy pierwszy jednoznaczny dowód na obecność dwutlenku węgla w atmosferze planety poza Układem Słonecznym.
      To bardzo ważne wydarzenie, będącym dowodem na czułość instrumentów Webba i możliwości całego teleskopu. Dotychczas bowiem nie dysponowaliśmy narzędziem, które pozwalałoby na rejestrowanie tak subtelnych zmian w spektrum pomiędzy 3 a 5,5 mikrometra w atmosferach egzoplanet. A to jest właśnie najbardziej interesujący nas zakres, gdyż w nim znajdują się pasma absorpcji takich gazów jak para wodna, metan czy właśnie dwutlenek węgla. Skoro zaś Webb udowodnił, że potrafi rejestrować te sygnały, powinien być w stanie zarejestrować je również w przypadku mniejszych skalistych planet. A obecność w ich atmosferach wody, metanu czy dwutlenku węgla może wskazywać na możliwość istnienia życia.
      Ponadto analiza składu atmosfery zdradza wiele istotnych informacji na temat pochodzeniu i ewolucji planet. Mierząc dwutlenek węgla możemy stwierdzić, jaki był stosunek gazów i materiału stałego podczas formowania się planety. W nadchodzącej dekadzie JWST dokona wielu podobnych pomiarów na różnych planetach. Dzięki temu dowiemy się, jak powstają planety i na ile unikatowy jest Układ Słoneczny, mówi Mike Line z Arizona State University.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...