Ko gre za iskanje zunajzemeljskega življenja, imajo znanstveniki težnjo, da so nekoliko geocentrični - tj. Iščejo planete, ki so podobni našemu. To je razumljivo, saj je Zemlja edini planet, za katerega vemo, da podpira življenje. Zato tisti, ki iščejo zunajzemeljsko življenje, iščejo planete kopenske (skalnate) narave, orbite v območjih, v katerih živijo zvezde, in imajo na svojih površinah dovolj vode.
Med odkritjem nekaj tisoč eksoplanetov so znanstveniki ugotovili, da so mnogi v resnici lahko "vodni svetovi" (planeti, kjer je do 50% njihove mase voda). To seveda sproža nekatera vprašanja, na primer koliko vode je preveč in ali bi lahko preveč zemljišč predstavljalo težave? Za reševanje teh težav je par raziskovalcev Harvard Smithsonian Centra za astrofiziko (CfA) izvedel študijo, s katero je ugotovil, kako lahko razmerje med vodnimi in kopenskimi množicami prispeva k življenju.
Študija - "Odvisnost biološke aktivnosti od površinske vodne frakcije planetov", ki se pregleduje za objavo v The Astronomical Journal- sta bila avtorja Manasvi Lingam, podoktorski sodelavec z Inštituta za teorijo in računanje CfA (ITC), in Abraham Loeb - direktor ITC-ja in Katedra znanosti Frank B. Baird Jr. Na Harvardski univerzi.
Za začetek se Lingam in Loeb lotevata vprašanja antropskega načela, ki je imelo veliko vlogo v astronomiji in raziskovanju eksoplanetov. Skratka, to načelo navaja, da če so pogoji na Zemlji primerni za sprejemanje življenja, potem mora obstajati zaradi ustvarjanja življenja. Razširjeno na celotno vesolje, to načelo trdi, da fizikalni zakoni obstajajo tako, kot se zaživijo v življenju.
Drug način za to je, da razmislimo, kako naše ocene Zemlje sodijo v tako imenovane "učinke izbire opazovanja" - kjer na rezultate neposredno vpliva vrsta vpletene metode. V tem primeru učinki izhajajo iz dejstva, da naše iskanje življenja izven Zemlje in našega Osončja zahteva obstoj primerno nameščenega opazovalca.
V bistvu smo nagnjeni k domnevi, da bodo pogoji za življenje v Vesolju obilni, ker jih poznamo. Ti pogoji so prisotni tako tekoča voda kot kopenske mase, ki so bile bistvene za nastanek življenja, kot ga poznamo. Kot je Lingam razložil Space Magazine po e-pošti, je to eden od načinov, kako se pri iskanju potencialno bivalnih planetov pojavi antropično načelo:
"Dejstvo, da so zemeljske in zemeljske frakcije primerljive, kaže na antropske učinke selekcije, to je, da je pojav ljudi (ali podobnih zavestnih opazovalcev) morda olajšal primeren mešanica zemlje in vode."
Vendar pa so pri obravnavi številnih superzemelj, ki so jih odkrili v drugih zvezdnih sistemih, statistične analize njihove srednje gostote pokazale, da ima večina visoke dele hlapljivih snovi. Dober primer tega je sistem TRAPPIST-1, kjer je teoretično modeliranje njegovih sedmih planetov velikosti Zemlje nakazalo, da bi lahko bili do 40-50% vode.
Ti "vodni svetovi" bi torej imeli zelo globoke oceane in nobene kopenske mase, o katerih bi lahko govorili, kar bi lahko imelo drastične posledice za nastanek življenja. Hkrati se planeti, ki na svojih površinah skoraj nimajo vode, ne štejejo za dobre kandidate za življenje, glede na to, kako pomembna je voda za življenje, kot ga poznamo mi.
"Preveč kopnega je težava, saj omejuje količino površinske vode in s tem večino celin zelo suši," je dejal Lingam. „Za suhe ekosisteme je značilna nizka stopnja proizvodnje biomase na Zemlji. Namesto tega, če pomislimo na nasprotni scenarij (tj. Večinoma oceani), se srečujemo s potencialno težavo glede razpoložljivosti fosforja, ki je eden bistvenih elementov za življenje, kot ga poznamo. Posledično bi to lahko povzročilo ozko grlo v količini biomase. "
Da bi se lotili teh možnosti, sta Lingam in Leob raziskovala, kako lahko planeti s preveč vode ali kopnega vplivajo na razvoj biosfer v eksoplanetih. Kot je pojasnil Lingam:
„[W] je razvil preprost model, s katerim je ocenil, kakšen del zemlje bo razsuten (t.i. puščave) in razmeroma nenaseljen. Za scenarij z biosferami, ki prevladujejo v vodi, postane omejevalni dejavnik razpoložljivost fosforja. Tu smo uporabili model, razvit v enem od naših prejšnjih člankov, ki upošteva vire in ponore fosforja. Ta dva primera smo združili, kot referenčno vrednost uporabili podatke z Zemlje in tako določili, kako bodo lastnosti generične biosfere odvisne od količine zemlje in vode. "
Ugotovili so, da je skrbno ravnovesje med kopnimi in oceani (podobno kot to, kar imamo tukaj na Zemlji) ključnega pomena za nastanek zapletenih biosfer. Študije Lingama in Loeba v kombinaciji s številčnimi simulacijami drugih raziskovalcev kažejo, da so planeti, kot je Zemlja - z razmerjem oceanov do kopenske mase (približno 30:70) - verjetno precej redki. Kot je povzel Lingam:
"Osnovna ugotovitev je torej, da se ravnotežja zemljišč in vodnih frakcij ne more preveč nagibati tako ali drugače. Naše delo tudi kaže, da na pomembne evolucijske dogodke, kot sta dvig ravni kisika in nastanek tehnoloških vrst, lahko vpliva frakcija zemlja-voda in da bi lahko bila optimalna vrednost blizu vrednosti Zemlje. "
Že nekaj časa astronomi iščejo eksoplanete, kjer prevladujejo razmere, podobne Zemlji. To poznamo kot pristop "nizko visečega sadja", kjer poskušamo najti življenje z iskanjem biosignatov, ki jih povezujemo z življenjem, kot ga poznamo. Toda glede na to zadnjo raziskavo bi bilo iskanje takšnih krajev podobno iskanju diamantov v grobem.
Zaključki študije bi lahko imeli tudi pomembne posledice pri iskanju zunajzemeljske inteligence, kar kaže na to, da je tudi to precej neobičajno. Na srečo Lingam in Loeb priznavata, da o eksoplanetih in razmerjih med vodo in zemljo ni dovolj znanega, da bi lahko karkoli prepričali.
"Vendar ni mogoče napovedati, kako to dokončno vpliva na SETI," je dejal Lingam. "To je zato, ker še nimamo ustreznih omejitev opazovanja glede deležev eksoplanetov na kopnem in vodi, in po našem trenutnem vedenju o tem, kako so se razvijale tehnološke vrste (sposobne za sodelovanje v SETI), je še veliko neznank."
Na koncu moramo biti potrpežljivi in počakati, da astronomi izvejo več o ekstra-sončnih planetih in njihovih okoljih. To bo možno v naslednjih letih po zaslugi teleskopov nove generacije. Sem spadajo zemeljski teleskopi, kot so ESO Izjemno velik teleskop (ELT) in vesoljski teleskopi, kot so James Webb vesoljski teleskop (JWST) - ki naj bi se začele izvajati leta 2024 oziroma 2021.
Z izboljšavami v tehnologiji in na tisoče eksoplanetov, ki so zdaj na voljo za študij, so astronomi začeli prehajati iz procesa odkritja na karakterizacijo. V prihodnjih letih bomo naučili o atmosferi zunanjih planetov daleč na poti do dokazovanja ali ovržanja naših teoretičnih modelov, upanj in pričakovanj. Glede na čas bomo morda končno lahko ugotovili, kako bogato je življenje v našem vesolju in v kakšnih oblikah je.
