Στο Ηλιακό μας Σύστημα, υπάρχουν δύο πλανήτες πολύ ζεστοί και δεν μπορούν να φιλοξενήσουν υγρό νερό, πέντε πλανήτες πολύ κρύοι για να μην υπάρχει υγρό νερό και μόνο ένας σε ενδιάμεση κατάσταση. Αυτή η μεσαία περιοχή (έδαφος) – σε μια κατάλληλη απόσταση από τον Ήλιο όπου μπορεί να ρέει επιφανειακό νερό και να εξελιχθεί η ζωή – ονομάζεται «κατοικήσιμη ζώνη» ή «ζώνη Goldilocks». Αυτή η ιδέα φαίνεται απλή με την πρώτη ματιά, αλλά στην πραγματικότητα παρουσιάζει μια σειρά από προκλήσεις για τους αστρονόμους που επιθυμούν να κοινοποιήσουν νέες ανακαλύψεις στο κοινό.
Το χάσμα μεταξύ ενός πλανήτη που θα μπορούσε να έχει υγρό επιφανειακό νερό και ενός πλανήτη που φιλοξενεί ζωή είναι πολύ μεγάλο. Τα ειδησεογραφικά πρακτορεία συχνά δεν αντιλαμβάνονται αυτό το χάσμα και παρουσιάζουν το θέμα της κατοικησιμότητας ενός πλανήτη με τρόπο που να διεγείρουν το ενδιαφέρον και τον ενθουσιασμό του κοινού. Αλλά για να ξεπεραστεί αυτό το χάσμα, πρέπει να πληρούνται πολλά κριτήρια που μπορούν να οργανωθούν σε γαλαξιακά, αστρικά και πλανητικά.
Συχνά δεν λαμβάνουμε υπόψη τον ρόλο που παίζει η θέση μας στον Γαλαξία πάνω στη ζωή στη Γη, αλλά μόνο επειδή βρισκόμαστε —λίγο πολύ— σε ιδανική τοποθεσία . Ο Ήλιος βρίσκεται περίπου στα μισά του δρόμου ανάμεσα στο πυκνό σε αστέρια ραδιενεργό κέντρο του Γαλαξία (το «Bulge») και το κρύο, άγονο άκρο του. Δεν είμαστε λουσμένοι από την ακτινοβολία που εκτοξεύεται από την κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα (που πιστεύεται ότι υπάρχει στο κέντρο του Γαλαξία), ούτε το άστρο μας (ο Ήλιος) ταλαντεύεται αρκετά κοντά σε άλλους αστέρες, ώστε να διαταράξει τους πλανήτες του. Στο δίσκο του Γαλαξία υπάρχει άφθονο αέριο και σκόνη για να σχηματιστεί ένα αστρικό σύστημα σαν το δικό μας, σε αντίθεση με τη αραιό και «αρχαίο» φωτοστέφανο του γαλαξία μας (την άλω). Οι επιστήμονες μερικές φορές αναφέρονται στην αστρική μας γειτονιά ως μια γαλαξιακή κατοικήσιμη ζώνη.
Image: NASA / Labeled by Seven RasmussenΕικόνα: NASA / Με ετικέτα Seven Rasmussen
Οι ίδιοι οι αστέρες μπορεί να είναι – και συχνά είναι – κακοί οικοδεσπότες για πλανήτες. Το 73% όλων των άστρων ανήκουν σε μια κατηγορία μικρών, αλλά βαρέων αντικειμένων που είναι γνωστά ως αστέρια φασματικού τύπου Μ. Ο δικός μας Ήλιος παράγει εκλάμψεις, και περιστασιακά εξαιρετικά ενεργητικές, γνωστές ως στεμματικές εκτοξεύσεις μάζας (Coronal Mass Ejections, CMEs). Τα CME μπορεί να είναι εκατό φορές πιο έντονα από τις εκλάμψεις και, όταν κάποια χτυπήσει τη Γη με αρκετή ισχύ, μπορεί να βλάψει το ηλεκτρικό μας δίκτυο και να δημιουργήσει δραματικά σέλας σε όλη την υδρόγειο. Αλλά για τα πρώτα ένα έως δέκα δισεκατομμύρια χρόνια ζωής ενός αστέρα Μ, χτυπά τους πλανήτες του με εκλάμψεις και CME σε εβδομαδιαία ή σε μηνιαία βάση. Αυτό το συνεχές φράγμα μπορεί να απογυμνώσει γρήγορα την ατμόσφαιρα ενός πλανήτη, αφήνοντας την επιφάνεια χωρίς αέρα και απροστάτευτη από το διάστημα.
Όχι μόνο αυτό, αλλά οι αστέρες τύπου Μ βιώνουν μια δραστική πτώση της φωτεινότητας κατά τη μακρά περίοδο σχηματισμού τους. Αυτό αναγκάζει τη κατοικήσιμη ζώνη να συρρικνωθεί προς τα μέσα προς τον αστέρα, όπως στο παρακάτω σχήμα. Η Γη μπορεί να ζούσε πάντα στην κατοικήσιμη ζώνη του Ήλιου από τότε που σχηματίστηκε. Αλλά ένας πλανήτης που ξεκινά τη ζωή του σε μια κατοικήσιμη ζώνη ενός αστέρα Μ μπορεί να βρεθεί παγωμένος καθώς η ζώνη υποχωρεί. Σε κάποιον που γεννήθηκε κοντά στον μητρικό του αστέρα, μπορεί να είχε βράσει το νερό του μέχρι να πλησιάσουν οι κατοικήσιμες μέρες του.
Και υπάρχουν περισσότερα προβλήματα με τα συστήματα M star. Εδώ στη Γη, έχουμε μια ημέρα 24 ωρών, η οποία επιτρέπει στον πλανήτη μας να θερμαίνεται ομοιόμορφα από τον ήλιο. Αυτό, παραδόξως, δεν ισχύει για πολλούς πλανήτες. Σκεφτείτε το φεγγάρι μας. Βλέπουμε το ίδιο πρόσωπο, ανεξάρτητα από τη φάση, την εποχή του χρόνου ή το πού βρισκόμαστε στη Γη. Είναι παλιρροιακά κλειδωμένο. Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που καθορίζουν εάν και πότε ένα μικρότερο ουράνιο αντικείμενο θα κλειδώσει παλιρροιακά σε ένα μεγαλύτερο, αλλά όσο πιο κοντά είναι ένα αντικείμενο, τόσο πιο γρήγορα θα κλειδώσει. Η κατοικήσιμη ζώνη ενός άστρου Μ είναι πολύ πιο κοντά από την κατοικήσιμη ζώνη του ήλιου μας, επομένως αναμένουμε ότι οι περισσότεροι από αυτούς τους πλανήτες περιφέρονται γύρω από το αστέρι τους με τον τρόπο που το φεγγάρι μας περιστρέφεται γύρω από εμάς: με μια μόνιμη μέρα και μια μόνιμη νύχτα – ίσως μια πιο δύσκολη περιβάλλον για να γεννηθεί η ζωή.
Ζούμε σε ένα ευχάριστο προάστιο του Γαλαξία μας και περιφερόμαστε γύρω από ένα ήσυχο αστέρι, αλλά υπάρχουν επίσης πολλά πράγματα για τον ίδιο τον πλανήτη μας που τον κάνουν τόσο επιδεκτικό ζωής. Η Γη έχει μια βραχώδη επιφάνεια που χαρακτηρίζει τόσο τον ωκεανό όσο και τη γη, καθώς και την αργή άλεση των τεκτονικών πλακών. Εκτός από την αναδιάταξη των ηπείρων κάθε μισό δισεκατομμύριο περίπου χρόνια, η τεκτονική πλακών επίσης —πολύ αργά— αφαιρεί το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρά μας θάβοντας επιφανειακά υλικά με τα οποία έχει αντιδράσει το αέριο στον μανδύα. Η ενεργή γεωλογία μας παρέχει και άλλα οφέλη: ο κινούμενος πυρήνας σιδήρου-νικελίου της Γης δημιουργεί ένα προστατευτικό μαγνητικό πεδίο. Χωρίς αυτό, ακόμη και το πιο καλά συμπεριφερόμενο αστέρι θα μπορούσε σιγά-σιγά να διαβρώσει τον αέρα που αναπνέουμε.
Όλα αυτά σημαίνουν ότι όταν διαβάζουμε μια είδηση που διακηρύσσει την ανακάλυψη ενός ολοκαίνουργιου πλανήτη κατοικήσιμης ζώνης, δεν μπορούμε και δεν πρέπει να βιαστούμε να βγάλουμε συμπεράσματα. «Η κύρια παρανόηση είναι η υπόθεση ότι η κατοικήσιμη ζώνη είναι ένας σκληρός και γρήγορος κανόνας για κατοικιμότητα», είπε η Δρ. Adeene Denton, πλανητολόγος και πρώην αστρονόμος στο Residence στο Grand Canyon. Συνέκριναν την έννοια της κατοικήσιμης ζώνης με «προσκρούσεις σε μια λωρίδα μπόουλινγκ… ο ρόλος τους είναι να μας καθοδηγήσουν σε έναν συγκεκριμένο προορισμό». Όμως, προειδοποιεί ο Δρ Ντέντον, ακόμη και αυτή είναι μια εικόνα με επίκεντρο τη Γη. Μπορεί κάλλιστα να υπάρχει ζωή που ευδοκιμεί στις λίμνες μεθανίου-αιθανίου του Τιτάνα, στους υπόγειους ωκεανούς των φεγγαριών πολύ έξω από την κατοικήσιμη ζώνη μας ή σε λίμνες αμμωνίας σε άλλα αστρικά συστήματα. Χωρίς να είμαστε σίγουροι πόσο μοναδικό είναι το Ηλιακό Σύστημα, είναι δύσκολο να κρίνουμε ακόμη και τη χρησιμότητα της κατοικήσιμης ζώνης.
Η έννοια των πλανητών κατοικήσιμης ζώνης κινδυνεύει περισσότερο από τον γηκεντρισμό — μπορεί εύκολα να παραπλανήσει το κοινό. Ένα τέτοιο εύρημα ήταν το TOI-700 d, ο πρώτος πλανήτης σε μέγεθος Γης σε κατοικήσιμη ζώνη που εντοπίστηκε από το Transiting Exoplanet Survey Satellite. “Κάθε φορά που δημοσιεύετε ένα αποτέλεσμα κατοικήσιμης ζώνης πλανήτη, υπάρχει πάντα κάποια αντίδραση σχετικά με το εάν κατοικείται ή όχι”, είπε ο κ. Jonathan Brande, υποψήφιος διδάκτορας στο Πανεπιστήμιο του Κάνσας που συνέβαλε στην ανακάλυψη. «Υπάρχει μια λεπτή γραμμή ανάμεσα στο να ενθουσιαστούν οι άνθρωποι με την αστρονομία και να μην τους μπερδέψουμε κατά λάθος». Ο TOI-700 d είναι ένας από τους πολλούς πλανήτες που ανακαλύφθηκαν ότι περιφέρεται γύρω από ένα αστέρι M, επομένως η κατοικήσιμό του είναι πολύ πιο θέμα συζήτησης από ό,τι αν περιφερόταν γύρω από ένα αστέρι σαν το δικό μας. Οι βραχυπρόθεσμες μελέτες του πλανήτη θα αποκαλύψουν αν έχει ατμόσφαιρα, αλλά θα χρειαστεί να περιμένουμε το Παρατηρητήριο Κατοίκων Κόσμων του 2040 για να τον μελετήσει σε βάθος, πρόσθεσε ο κ. Μπράντε.
Η αφήγηση που δίνεται στο κοινό είναι εξίσου σημαντική με την επιστήμη γύρω από την κατοικησιμότητα. Πρέπει να θυμόμαστε ότι η κατοικήσιμη ζώνη είναι – όπως λένε – η αρχή της σοφίας, όχι το τέλος, και ότι η σοφία πρέπει να αντιμετωπίζεται με υπευθυνότητα, για το καλό του χωραφιού και των ανθρώπων που την αγαπούν.
Περισσότερα εδώ
