Pokiaľ ide o hľadanie mimozemského života, vedci majú tendenciu byť trochu geocentrický - t. J. Hľadajú planéty, ktoré sa podobajú našej vlastnej. Je to pochopiteľné, keď vidíme, že Zem je jediná planéta, o ktorej vieme, že podporuje život. V dôsledku toho tí, ktorí hľadajú mimozemský život, hľadajú planéty, ktoré sú terestriálne (skalnaté) v prírode, obiehajú v zónach obývateľných ich hviezdami a na svojich povrchoch majú dostatok vody.
V priebehu objavovania niekoľkých tisíc exoplaniet vedci zistili, že mnohými môžu byť v skutočnosti „vodné svety“ (planéty, kde až 50% ich hmotnosti je voda). To prirodzene vyvoláva niektoré otázky, napríklad koľko vody je príliš veľa a mohlo by to byť príliš veľa pôdy? Aby sa to riešilo, vedci z Harvardského Smithsonianského centra pre astrofyziku (CfA) uskutočnili štúdiu s cieľom určiť, ako môže pomer vody a pôdy prispieť k životu.
Štúdia „Závislosť biologickej aktivity na frakcii povrchových vôd planét“, ktorá je predmetom zverejnenia s The Astronomical Journal- napísal Manasvi Lingam, postdoktorand v Inštitúte teórie a výpočtov CfA (ITC), a Abraham Loeb - riaditeľ ITC a Frank B. Baird ml., Predseda vedeckej rady na Harvardskej univerzite.
Na úvod sa Lingam a Loeb zaoberajú otázkou antropického princípu, ktorý zohral hlavnú úlohu vo výskume astronómie a exoplanet. Stručne povedané, tento princíp uvádza, že ak sú podmienky na Zemi vhodné na prispôsobenie sa životu, potom musí existovať kvôli vytvoreniu života. Tento princíp, rozšírený na celý vesmír, tvrdí, že fyzikálne zákony existujú tak, ako to robia pre vznik života.
Ďalším spôsobom, ako sa na to pozerať, je zvážiť, ako naše hodnotenia Zeme spadajú do oblasti známej ako „účinky výberu pozorovania“ - kde sú výsledky priamo ovplyvnené typom použitej metódy. V tomto prípade účinky vyplývajú zo skutočnosti, že naše hľadanie života mimo Zeme a našej Slnečnej sústavy vyžaduje existenciu vhodne umiestneného pozorovateľa.
V skutočnosti máme tendenciu predpokladať, že podmienky života budú vo Vesmíre bohaté, pretože ich poznáme. Tieto podmienky podmieňujú prítomnosť tekutej vody a pôdy, ktoré boli nevyhnutné pre vznik života, ako ho poznáme. Ako Lingam vysvetlil časopisu Space Magazine e-mailom, toto je jeden zo spôsobov, ako sa pri hľadaní potenciálne obývateľných planét objaví antropický princíp:
„Skutočnosť, že zemské a vodné frakcie sú porovnateľné, svedčí o antropických selekčných účinkoch, to znamená, že výskyt ľudí (alebo analogických vedomých pozorovateľov) mohol byť uľahčený vhodnou zmesou pôdy a vody.“
Avšak pri riešení mnohých super-Zeme, ktoré boli objavené v iných hviezdnych systémoch, štatistické analýzy ich priemernej hustoty ukázali, že väčšina má vysoké frakcie prchavých látok. Dobrým príkladom je systém TRAPPIST-1, kde teoretické modelovanie jeho siedmich planét Zemskej veľkosti naznačilo, že by mohli tvoriť až 40 - 50% vody.
Tieto „vodné svety“ by preto mali veľmi hlboké oceány a žiadne pozemské masy, o ktorých by sa mohlo hovoriť, čo by mohlo mať drastické následky pre vznik života. Zároveň sa planéty, ktoré majú málo alebo žiadnu vodu na svojich povrchoch, nepovažujú za dobrých kandidátov na život vzhľadom na to, že voda je pre život nevyhnutná, ako ju poznáme.
„Príliš veľa pôdy je problémom, pretože obmedzuje množstvo povrchovej vody, čím sa väčšina kontinentov stáva veľmi suchá,“ povedal Lingam. „Suché ekosystémy sa zvyčajne vyznačujú nízkou mierou produkcie biomasy na Zemi. Namiesto toho, ak vezmeme do úvahy opačný scenár (t. J. Väčšinou oceány), narazíme na potenciálny problém s dostupnosťou fosforu, ktorý je jedným zo základných prvkov pre život tak, ako vieme. Preto by to mohlo viesť k obmedzeniu množstva biomasy. “
Na riešenie týchto možností Lingam a Leob analyzovali, ako by planéty s príliš veľkým množstvom vody alebo pôdy mohli ovplyvniť vývoj biosfér exoplanet. Ako vysvetlil Lingam:
„[W] e vyvinuli jednoduchý model na odhad, ktorá časť pôdy bude suchá (t. J. Púšte) a relatívne neobývateľná. V prípade scenára s biosférami dominujúcimi vo vode sa obmedzujúcim faktorom stáva dostupnosť fosforu. Tu sme využili model vyvinutý v jednom z našich predchádzajúcich článkov, ktorý zohľadňuje zdroje a záchyty fosforu. Kombinovali sme tieto dva prípady, použili sme údaje zo Zeme ako referenčnú hodnotu, a tak sme určili, ako by vlastnosti generickej biosféry záviseli od množstva pôdy a vody. “
Zistili, že starostlivá rovnováha medzi pevninami a oceánmi (podobne ako to, čo tu máme na Zemi) je rozhodujúca pre vznik komplexných biosfér. V kombinácii s numerickými simuláciami iných výskumníkov Lingamova a Loebova štúdia naznačujú, že planéty ako Zem - s pomerom oceánov k pevnine (približne 30:70) - sú pravdepodobne dosť zriedkavé. Ako Lingam zhrnul:
„Základným záverom je, že rovnováhu pôdy a vody nemožno tak či tak nakloniť. Naša práca tiež ukazuje, že dôležité vývojové udalosti, ako je zvýšenie hladiny kyslíka a výskyt technologických druhov, môžu byť ovplyvnené zlomkom pôdy a vody a že optimálna hodnota by mohla byť blízka hodnote Zeme. “
Astronómovia už nejaký čas hľadajú exoplanety, v ktorých prevládajú podmienky podobné Zemi. Toto je známe ako prístup „ovocia s nízkym visením“, kde sa snažíme nájsť život hľadaním biologických podpisov, ktoré spájame so životom tak, ako ho poznáme. Podľa tejto najnovšej štúdie by však nájdenie takýchto miest mohlo byť ako hľadať diamanty v surovom stave.
Závery štúdie by mohli mať tiež významné dôsledky, pokiaľ ide o hľadanie mimozemskej inteligencie, čo naznačuje, že aj to je dosť neobvyklé. Našťastie Lingam a Loeb pripúšťajú, že o exoplanetách a ich pomeroch voda-zemská voda nie je dosť známe, aby bolo možné jednoznačne povedať čokoľvek.
"Nie je však možné predpovedať, ako to ovplyvňuje SETI definitívnym spôsobom," uviedol Lingam. „Je to preto, že zatiaľ nemáme primerané pozorovacie obmedzenia na frakcie exoplanetov voda-voda a podľa našich súčasných znalostí je stále veľa neznámych poznatkov o tom, ako sa vyvíjali technologické druhy (schopné zúčastniť sa na SETI).“
Nakoniec musíme byť trpezliví a čakať na astronómov, aby sa dozvedeli viac o extra solárnych planétach a ich príslušných prostrediach. To bude možné v nasledujúcich rokoch vďaka ďalekohľadom novej generácie. Patria sem pozemné ďalekohľady, ako sú ESO Mimoriadne veľký ďalekohľad (ELT) a vesmírne teleskopy, ako napríklad James Webb Space Telescope (JWST) - ktoré majú začať svoju činnosť v rokoch 2024 a 2021.
S vylepšeniami technológie a tisíckami exoplanet, ktoré sú teraz k dispozícii na štúdium, začali astronómovia prejsť od procesu objavovania k charakterizácii. V nasledujúcich rokoch sa to, čo sa dozvieme o exoplanetovej atmosfére, ukáže dlhá cesta k preukázaniu alebo vyvráteniu našich teoretických modelov, nádejí a očakávaní. Keď budeme mať čas, konečne budeme schopní určiť, aký je život v našom vesmíre hojný a aké formy môže mať.
