Tutkijat tunnistavat parhaat eksoplaneetat maapallon kaltaiselle elämälle

Taiteilijan käsitys Kepler 452b: stä, joka on yksi uuden tutkimuksen eksoplaneetoista. Kuva NASA Amesin/JPL-Caltechin/kauttaT. Pyle.

Nyt on löydetty tuhansia eksoplaneettoja - niitä on3.815 vahvistettu 1.8.2018- mutta kuinka monella heistä on oikeat olosuhteet elämään?

Toistaiseksi saadut tiedot osoittavat, että yleisimmät planeetat ovat supermaapalloja (suurempia kuin Maa mutta pienempiä kuin Uranus tai Neptunus) ja pienempiä, enemmän kuin Maa. Jotkut niistä ovat tähtissäänasuinalueita, jossa lämpötilat voivat sallia nestemäisen veden olemassaolon. Mutta asumiskyky riippuu monista tekijöistä, kuten lämpötilasta, käytettävissä olevasta vedestä, koostumuksesta, vakaasta ilmastosta jne. Nyt tutkijat ovat tunnistaneet ryhmän eksoplaneettoja, joilla on samat kemialliset olosuhteet, joiden uskotaan johtaneen elämään maan päällä. Tulokset julkistettiin 1. elokuuta 2018Cambridgen yliopisto.

Cambridgen yliopiston ja Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology (MRC LMB) -tutkijoiden uusi tutkimus on julkaistuvertaisarvioitupäiväkirjaTiede etenee. ja ehdottaa, että tähtiä riittääultravioletti (UV) -valovoisi auttaa elämää alkamaan kaikilla asutuskelpoisilla planeetoilla samalla tavalla kuin se todennäköisesti kehittyi maan päällä. UV -valon tiedetään tehostavan kemiallisia reaktioita, jotka voivat tuottaa elämän rakennuspalikoita. MukaanPaul Rimmer, tutkijatohtori, jolla on yhteinen yhteys Cambridgen Cavendish -laboratorioon ja MRC LMB: hen, ja paperin ensimmäinen kirjoittaja:

Tämän työn avulla voimme rajata parhaat paikat etsiä elämää. Se tuo meidät vain hieman lähemmäksi sen kysymyksen käsittelemistä, olemmeko yksin maailmankaikkeudessa.

Jotkut uuden tutkimuksen tunnistetuista eksoplaneetoista tähtiensä asutusalueilla, joilla voisi olla olosuhteet, jotka sopivat elämän syntymiseen, samanlaisia ​​kuin sen uskotaan tapahtuvan maan päällä. Kuva Paul Rimmerin kautta.

Tähän mennessä tunnistetuilla planeetoilla on tähtiä, joissa on riittävästi UV -valoa, ja ne sijaitsevat myös tähtiensä asutusalueilla. Tämä ei takaa, että kenelläkään heistä on elämää, mutta se tarkoittaa, että he ovat hyviä ehdokkaita, ainakin kunnes heistä tiedetään enemmän. Jos olosuhteet jossakin niistä ovat tai olivat samankaltaisia ​​kuin varhaisen maan olosuhteet, on todennäköisempää, että elämä olisi voinut alkaa.

Uusi paperi kokoaa yhteen orgaanisen kemian ja eksoplaneettojen tutkimuksen alatJohn Sutherland, joka tutkii maapallon elämän kemiallista alkuperää ja on uuden paperin kirjoittaja.

Sutherland tunnetaan toisesta julkaisusta, joka julkaistiin vuonna 2015 ja jossa väitettiin, että syanidi oli pakollinen ainesosaensikertalainen keittomistä kaiken elämän maapallolla uskotaan saaneen alkunsa. Tämä saattaa tuntua vastustamattomalta, mutta hänen hypoteesinsa ehdotti, että meteoriittien hiili oli vuorovaikutuksessa typen kanssa ilmakehässäVetysyanidi. Syaanivety sataa sitten pintaan, jossa se on vuorovaikutuksessa muiden alkuaineiden kanssa auringon UV -valon avulla. Sutherlandin mukaan juuri näistä vuorovaikutuksista tuotetut kemikaalit synnyttivät rakennuspalikoitaRNA, DNA: n lähisukulainen, jonka useimmat biologit uskovat olevan ensimmäinen elämän molekyyli, joka kantaa elämään tarvittavia kemiallisia tietoja. Sutherlandin tutkimusryhmä pystyi luomaan kemialliset reaktiot UV -lamppujen alla, jolloin syntyi esiasteita lipideille, aminohapoille ja nukleotideille, jotka ovat kaikki elävien solujen olennaiset osat. Kuten Rimmer selitti:

Löysin nämä aikaisemmat kokeet, ja tähtitieteilijänä ensimmäinen kysymykseni on aina, millaista valoa käytät, jota kemisteinä he eivät olleet todella ajatelleet. Aloin mitata niiden lamppujen lähettämien fotonien lukumäärää ja ymmärsin sitten, että tämän valon vertaaminen eri tähtien valoon oli suora seuraava askel.

Aurinko ultravioletti (UV) -valossa katsottuna. Tutkimukset osoittavat, että UV oli välttämätöntä, jotta elämä voisi kehittyä ensin varhaisessa Maassa. Kuva NASA/SDO/AIA: n kautta.

Rimmerin ja Sutherlandin ryhmät halusivat nähdä, kuinka nopeasti elämän rakennuspalikat voitaisiin muodostaa syaanivetystä ja vetysulfiitista (tunnetaan myös nimelläbisulfiitti) ionit vedessä, kun ne altistuvat UV -valolle. Sama koe toistettiin sitten ilman valoa. 'Pimeä' koe tuottiinertti yhdistejoita ei voitu käyttää elämän rakennuspalikoiden muodostamiseen, kun taas ”kevyt” kokeilu tuotti tarvittavat rakennuspalikat. MukaanDidier Queloz, Cavendishin laboratoriosta:

On kemiaa, joka tapahtuu pimeässä: se on hitaampaa kuin valossa tapahtuva kemia, mutta se on siellä. Halusimme nähdä, kuinka paljon valoa tarvitaan, jotta valokemia voittaa pimeän kemian.

Seuraava askel oli verrata näitä tuloksia erityyppisten tähtien lähettämään UV -valoon. Mielenkiintoista on, että havaittiin, että tähdet, jotka olivat suunnilleen samassa lämpötilassa kuin aurinkomme, tuottivat tarpeeksi UV -valoa rakennuspalikoiden muodostumiseen, kun taas viileämmät tähdet eivät, paitsi jos näillä tähdillä oli myös aktiivisia, vahvojaauringon soihdut.Punaiset kääpiöt, yleisimpiä tähtilajeja, ovat viileämpiä, mutta niillä voi olla voimakkaita auringonpurkauksia. Vaikka ne voivat olla tappavia mille tahansa olemassa olevalle tai kehittyvälle elämälle, näyttää siltä, ​​että ne voivat myös auttaa elämää aloittamisessa. Ihanteellisimpia planeettoja ovat ne, joissa on sekä nestemäistä vettä että niiden tähtistä tulevaa UV -valoa riittävästi tarvittavan kemian aktivoimiseksi. Kuten Rimmer totesi:

En ole varma, kuinka elämä on ehdollista, mutta koska meillä on toistaiseksi vain yksi esimerkki, on järkevää etsiä paikkoja, jotka ovat kaltaisiamme. Tarpeellisen ja riittävän välillä on tärkeä ero. Rakennuspalikat ovat välttämättömiä, mutta ne eivät ehkä riitä: voit sekoittaa niitä miljardeja vuosia, eikä mitään tapahdu. Mutta haluat ainakin katsoa paikkoja, joissa tarvittavat asiat ovat olemassa.

Asuttava vyöhyke on tähtiä ympäröivä alue, jossa lämpötilat voivat päästää nestemäistä vettä maapallon kaltaisen kiviplaneetan pinnalle. Muut tekijät, kuten tähden UV -valo, vaikuttavat kuitenkin myös planeetan asuttavuuden määrittämiseen. Kuva Petigura/UC Berkeley, Howard/UH-Manoa, Marcy/UC Berkeley kautta.

Kuten Sutherland myös huomautti, maailmankaikkeudessa arvioidaan nyt olevan biljoonia miljardeja mahdollisesti asuttavia maanpäällisiä (kivisiä) planeettoja:

Minua kiehtoo saada käsitys siitä, mikä murto -osa on ollut tai voisi olla valmis elämää varten. Elämään valmistautuminen ei tietenkään ole kaikkea, emmekä vieläkään tiedä kuinka todennäköistä elämän alkuperä on, vaikka olosuhteet olisikin hyvät - jos se on todella epätodennäköistä, saatamme olla yksin, mutta jos ei, meillä voi olla seuraa.

Useat tutkimuksessa tunnistetuista planeetoista löydettiinKeplerin avaruusteleskooppi, mukaan lukienKepler 452b, noin 1400 valovuoden päässä, josta on tullut tunnetuksi ”Maan serkku”. Sen massan arvioidaan olevan viisi kertaa maapallon massa, se on todennäköisesti kivinen ja kiertää sen auringon kaltaisen tähden asutusvyöhykkeen sisällä. Sitä pidetään kuitenkin yhtenä potentiaalisesti asuttavista eksoplaneetoistayksi tutkimustänä vuonna väittää olevansa edelleen ehdokas planeetta eikä vahvistettu vielä Kepleriä lukuun ottamatta. On myös valitettavasti liian kaukana nykyisille kaukoputkille analysoidakseen ilmakehäänsä etsiessään mahdollistabiomarkkereita.

Rimmer on myös kirjoittanut artikkelinKeskusteluyksityiskohtaisesti tutkimusryhmän työtä tämän uuden tutkimuksen parissa.

Bottom line: Tuhansista tähän mennessä löydetyistä eksoplaneetoista tiedemiehet ovat tunnistaneet joitain, jotka voivat olla ihanteellisissa olosuhteissa, joissa on oikeat lämpötilat ja riittävästi UV -valoa, jotta elämä tarttuisi samalla tavalla kuin sen uskotaan tehneen varhainen Maa.

Lähde:RNA -esiasteiden alkuperä eksoplaneetoilla

KauttaCambridgen yliopisto