Lunile planetelor rătăcitoare ar putea susține viața chiar și fără o stea. Ce au aflat oamenii de știință și cum ne afectează

Ideea că viața are nevoie, în mod obligatoriu, de o stea asemănătoare Soarelui a fost mult timp una dintre ipotezele de bază ale astronomiei moderne. Totuși, noile cercetări arată că Universul ar putea fi mult mai permisiv decât s-a crezut până acum. Chiar și planetele rătăcitoare, acele corpuri cosmice care plutesc singure prin spațiul interstelar, fără să orbiteze vreo stea, ar putea găzdui în jurul lor luni capabile să mențină apă lichidă.

Un studiu nou sugerează că anumite exoluni aflate în jurul unor astfel de planete ar putea păstra condiții favorabile vieții pentru perioade uriașe, de până la 4,3 miliarde de ani. Este un interval comparabil cu o mare parte din istoria Pământului și suficient de lung pentru ca formele simple de viață să apară, să evolueze și, teoretic, să devină tot mai complexe. Descoperirea schimbă felul în care astronomii privesc zonele locuibile din cosmos și extinde dramatic lista locurilor unde ar merita căutată viața extraterestră.

Cum pot exista condiții de viață fără lumina unei stele

În mod normal, când oamenii de știință caută lumi potențial locuibile, se uită la distanța unei planete față de steaua ei. Motivul este simplu: pentru apă lichidă ai nevoie de temperaturi potrivite, iar sursa principală de căldură este, de obicei, radiația stelară. O planetă rătăcitoare, aruncată în spațiul interstelar și lipsită de această sursă de energie, pare din start o candidată improbabilă pentru viață.

Noua cercetare schimbă însă această perspectivă. Echipa condusă de astrofizicianul David Dahlbüdding, de la Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics din Germania, a analizat posibilitatea ca nu planeta în sine, ci luna ei să ofere condiții mai bune. Cheia este un dublu mecanism de încălzire: o atmosferă groasă de hidrogen și căldura internă generată de forțele mareice.

Vezi și:

Mulți români fac această greșeală la ATM în Grecia. Pot pierde zeci de euro la o singură retragere

Atunci când o lună orbitează o planetă masivă, gravitația acesteia o întinde și o comprimă în mod repetat. Dacă orbita nu este perfect circulară, ci ușor ovală, intensitatea acestor forțe se schimbă permanent. Rezultatul este o frecare internă în structura lunii, care produce căldură. Fenomenul nu este deloc străin astronomilor: în Sistemul Solar, luna Io a lui Jupiter este un exemplu celebru de obiect încălzit puternic de interacțiuni gravitaționale.

În cazul exolunilor care însoțesc planete rătăcitoare, această sursă internă de căldură ar putea deveni vitală. Mai ales în momentul în care planeta este expulzată din sistemul ei stelar, orbita lunii se poate modifica și deveni mai eliptică. Asta amplifică tensiunile gravitaționale și, implicit, încălzirea din interiorul satelitului.

Numai că această încălzire, singură, nu este suficientă. Pentru ca apa lichidă să existe la suprafață sau sub suprafață, căldura trebuie și păstrată. Aici intervine atmosfera. Modelele mai vechi mizau pe o atmosferă densă de dioxid de carbon, capabilă să funcționeze ca o pătură termică. Problema este că, în condiții extrem de reci, dioxidul de carbon condensează și își pierde eficiența în reținerea căldurii.

Vezi și:

NASA urmează să anunțe noi planuri pentru baza de pe Lună, dar și viitoarele misiuni lunare

Cursa pentru Lună intră într-o nouă etapă: excavatoare autonome, infrastructură spațială și o resursă mai valoroasă decât aurul

De ce hidrogenul schimbă complet scenariul

Cercetătorii au testat o variantă diferită: o atmosferă dominată de hidrogen. La prima vedere, hidrogenul nu pare candidatul ideal, însă comportamentul lui în condiții de presiune ridicată îl face surprinzător de util. În asemenea medii, moleculele de hidrogen se ciocnesc frecvent și pot forma interacțiuni temporare care absorb și rețin radiația termică. Altfel spus, atmosfera nu doar că nu lasă căldura să scape ușor, ci poate deveni un izolator extrem de eficient.

Avantajul major al hidrogenului este că rămâne gazos chiar și în medii foarte reci, acolo unde dioxidul de carbon ar îngheța. Tocmai această proprietate face diferența uriașă dintre modelele anterioare și noua simulare. Dacă o atmosferă de dioxid de carbon ar putea menține condiții locuibile aproximativ 1,6 miliarde de ani, o atmosferă bogată în hidrogen ar putea extinde această perioadă până la 4,3 miliarde de ani.

Această durată este esențială. Pe Pământ, viața simplă a apărut relativ devreme, dar a fost nevoie de aproape 3 miliarde de ani pentru ca organismele multicelulare să evolueze. Cu alte cuvinte, o lume care rămâne locuibilă doar un miliard de ani ar putea fi prea instabilă sau prea scurt trăitoare pentru ca viața complexă să aibă timp să apară. În schimb, un interval de peste 4 miliarde de ani schimbă radical discuția.

Mai mult, autorii studiului văd o paralelă interesantă cu Pământul timpuriu. Ei spun că, în primele etape ale istoriei planetei noastre, concentrații ridicate de hidrogen, posibil aduse și prin impacturi cu asteroizi, ar fi putut contribui la crearea unor condiții favorabile vieții. Astfel, aceste exoluni îndepărtate nu mai par doar niște excepții exotice, ci devin laboratoare cosmice care ar putea semăna, într-o anumită măsură, cu mediul din care a apărut viața pe Terra.

Planetele rătăcitoare ar putea fi mult mai numeroase decât se credea

Deși sunt foarte greu de detectat, planetele rătăcitoare nu par deloc rare. Simulările privind formarea sistemelor planetare sugerează că primii ani din viața unui astfel de sistem sunt haotici din punct de vedere gravitațional. Planetele masive se pot perturba reciproc, iar unele sunt literalmente aruncate afară, în spațiul dintre stele.

Estimările existente indică un număr uriaș al acestor lumi singuratice. Dacă pentru fiecare stea din galaxie ar exista numeroase planete rătăcitoare, atunci la scara Universului vorbim despre trilioane de obiecte. O parte dintre ele, mai ales cele masive, ar putea avea propriile sisteme de luni. În alte cazuri, o planetă expulzată din orbita unei stele ar putea reține luna pe care o avea deja.

Asta înseamnă că numărul potențial al locurilor unde ar putea exista apă lichidă și, eventual, viață, este mult mai mare decât se credea în modelele clasice centrate exclusiv pe stele. Zona locuibilă nu ar mai fi doar un inel îngust în jurul unei stele, ci și o categorie nouă de micro-medii încălzite intern și protejate de atmosfere speciale.

Desigur, existența apei lichide nu înseamnă automat existența vieții. Mai sunt necesare multe alte condiții: stabilitate chimică, surse de nutrienți, un mediu suficient de protejat și un echilibru pe termen lung între procesele geologice și atmosferice. Totuși, pentru astronomi, apa lichidă rămâne primul prag important. Dacă acest prag poate fi depășit pe o exolună care nu primește nicio lumină de la o stea, atunci definiția lumilor locuibile trebuie regândită.

Ce urmează pentru cercetători

În prezent, omenirea nu are instrumente capabile să analizeze direct atmosfera unor astfel de exoluni, mai ales că nici detectarea lor este extrem de complicată. Totuși, cercetarea deschide o direcție nouă pentru modelele teoretice și pentru viitoarele observații astronomice.

Autorii intenționează să testeze și alte tipuri de atmosfere, nu doar pe cele dominate de hidrogen, pentru a vedea cât de stabile sunt și cât de bine pot reține căldura. De asemenea, modelele viitoare ar putea include procese mai complexe, legate de chimia atmosferei, de structura internă a lunii și de evoluția orbitei sale în miliarde de ani.

Concluzia cea mai importantă este că o stea nu mai poate fi considerată o condiție absolută pentru habitabilitate. Universul ar putea ascunde lumi întunecate, invizibile de la mari distanțe, pe care viața nu doar că ar putea apărea, ci ar putea avea suficient timp să evolueze. Studiul publicat în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society mută astfel granița imaginației științifice și sugerează că, în căutarea vieții, astronomii ar putea fi nevoiți să privească și acolo unde până acum părea că nu există nicio șansă.

Tradiții de Sânziene păstrate din bătrâni. Ce se face pe 24 iunie pentru un an bun