A Goldilocks-zóna és a földönkívüli élet keresése
Az eddigi kutatások során főleg arra figyeltünk, hogy a bolygók a csillaguk úgynevezett lakható zónájában, azaz Goldilocks-zónájában keringenek-e – vagyis abban a távolságban, ahol a hőmérséklet lehetővé teszi a folyékony víz meglétét. Emellett már az exobolygók légkörének összetételét is vizsgáljuk, akár a James Webb-űrteleszkóppal, bár ezek a műszerek elsősorban a nagyobb és hozzánk közelebbi planéták vizsgálatára alkalmasak.
A következő évtizedekben új, fejlettebb kutatási eszközök segítik majd a lakható bolygók feltérképezését, például az űrbe készülő HWO (Habitable Worlds Observatory). Ennek köszönhetően az exobolygók kialakulásának és összetételének vizsgálata is lehetségessé válik – ami elengedhetetlen ahhoz, hogy tényleg értékelni tudjuk az élet kialakulásának esélyét.
A bolygók alapvető összetétele sorsdöntő
Arra lehet következtetni, hogy egy bolygó fő elemeinek aránya – a Föld-típusú égitestek esetében magnézium, vas, szilícium és oxigén – már a kialakulás korai szakaszában eldől. Ezek az elemek a tömeg több mint 90 százalékát adják, és arányuk befolyásolja a lemeztektonika megjelenését, ami hosszú távon stabil környezetet teremt, így nélkülözhetetlen az élet szempontjából. Szerencsére a csillag színképe alapján viszonylag pontosan megbecsülhető, hogy milyen elemekből keletkezett maga a bolygó.
Az illékony elemek tánca: túl sok vagy túl kevés?
A lakhatóság következő meghatározó tényezője az illékony elemek mennyisége, melyek alacsony kondenzációs hőmérsékletük miatt a forró régiókban gyorsan elillanhatnak. Ezek közé tartozik például a szén, hidrogén, nitrogén, oxigén, foszfor és kén. Ha egy bolygó túl közel keletkezett a csillagához, mint a Merkúr, nagyon kevés ilyen anyag marad rajta – ha túl távol, mint a Mars, akkor sokkal több, ám ez sem jelent automatikusan életbarát körülményeket.
Az élet kialakulásához és fennmaradásához szükség van bizonyos mennyiségű ilyen illékony anyagra – például nélkülük nem jöhetnek létre aminosavak, amelyek a földi élet alapkövei.
Az oxigén szerepe és a bolygómag: a mágneses pajzs titkai
Az oxigén jelenléte jelentős hatással van a bolygómag méretére, mivel befolyásolja a fémvas és a vas-oxid arányát a kialakulás során. Minél több a fémvas, annál nagyobb lesz a bolygómag, ami pedig erősebb mágneses teret generál.
A mágneses tér létfontosságú; megvédi a felszíni életet a napszéllel és kozmikus sugárzással szemben, miközben lehetővé teszi az illékony elemek megőrzését. Ha túl kicsi a mag, a bolygó elveszítheti légkörét és vizeit, mint a Mars. Ha viszont túl nagy a mag, de kevés az illékony anyag, akkor a bolygó halott, mint a Merkúr. Csak a Föld találta el az arany középutat: elég illékony anyag maradt az élethez, miközben a mag megfelelően erős pajzsot tart fenn.
Hőmotorok és élő bolygók
A bolygók belső hőjét két fő tényező táplálja: a magban található radioaktív elemek (kálium, tórium és urán) bomlása, illetve a holdak esetében az árapályerők okozta melegedés. Ez az energia mozgatja a lemezeket és biztosítja a vulkanizmust, vagyis a bolygó geológiai aktivitását, ami kulcsfontosságú a lakhatósághoz.
A csillag színképe alapján a legtöbb radioaktív elem mennyisége is meghatározható, kivéve az uránt, amelyet gyakran európiummal becsülnek meg.
Jövőbeli kutatások: a teljes kép szükséges
Az új generációs űrteleszkópok, mint a HWO, már képesek lesznek felmérni egy bolygó összetett tulajdonságait: a csillag színképe alapján a fő elemek és radioaktív izotópok arányát, a bolygó mágneses terét, valamint a vulkanikus gázokat a légkörben – utóbbi a lemeztektonikára utaló jel.
Mindezek együtt nyújtanak majd valós képet arról, hogy egy exobolygó tényleg lakható-e, nemcsak arról, hogy a megfelelő „távolságban” van-e. Hosszú évek telnek még el, mire a HWO a 2040-es években elindulhat, de addig újra kell értékelni, mire célszerű majd összpontosítani: nem elég a Goldilocks-zónát keresni – a bolygó születésének „lábnyoma” is elárulja, van-e rajta esély életre.
