Livet hinsides Jorden - ingen pladetektonik, intet problem

Forskere, der leder efter liv på fjerne planeter, lægger planer om at søge efter ikke-jordlignende planeter baseret på opdagelser i vores solsystem, der udfordrer mangeårige ideer om beboelige zoner, pladetektonik og meget mere.

I en ny avis offentliggjort online i denne uge, Rice University geofysiker Adrian Lenardic og mere end et dusin medforfattere skitserer en vej til både at finde potentielle livstegn omkring andre stjerner og bestemme, hvor sandsynligt det er, at disse tegn er forårsaget af fremmed liv. Papiret, "Exoplanet Biosignatures:Future Directions, " er tilgængelig online og skal offentliggøres i Astrobiologi .

Lenardic, der har specialiseret sig i at studere planetarisk dynamik, også skrevet et tilknyttet papir, "Vulkan-tektoniske tilstande og planetarisk livspotentiale, ", der vil blive udgivet som et kapitel i den kommende "Handbook of Exoplanets" fra Springer Publishing.

"Det plejede at være tanken, at liv kun kunne eksistere i en smal zone nær en planets stjerne, fordi du skal være der for at opretholde flydende vand, " sagde Lenardic, professor i jorden, miljø- og planetvidenskab. "Derefter, vi sender Voyager ud til en måne af Jupiter og, se og se, den viser stærke indikationer af et hav under overfladen. Det skyldes, at der er en anden energikilde, der ikke fik sin rette ret - tidevandskræfter fra Jupiters intense tyngdekraft.

"Dette har åbnet rækkevidden over vores eget solsystem, hvori liv kan eksistere, og jeg tror, ​​at meget af kernen i de kommende aviser er, at meget af det, vi ser, er at udvide zonen og udvide vores tænkning om de betingelser, der er nødvendige for livet. Så, når vi leder efter livet omkring andre stjerner, vi bør også udvide vores søgestrategier, ellers går vi måske glip af noget."

Astronomer har katalogiseret mere end 3, 700 planeter omkring fjerne stjerner. Spejlet med en diameter på 21 fod på James Webb Space Telescope, som skal lanceres i 2019, vil være i stand til at undersøge atmosfæren på klippeplaneter omkring fjerne stjerner, og astronomer designer allerede fremtidige missioner og instrumenter, der vil lede efter specifikke atmosfæriske signaturer af liv.

"Et mål var at ramme problemet, "Lenardic sagde om det nye biosignaturpapir, som udsprang af et exoplanetværksted, der samlede en række videnskabsmænd. "Værkstedsholdet ønskede at komme med et middel til at tildele en sandsynlighed for liv baseret på et givet sæt observationer af en fjern planet."

Han sagde, at søgen efter exolife er en holdsport, der involverer biologer, astronomer, planetforskere og andre, der samarbejder gennem grupper som NASAs Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) projekt og European Space Agencys International Summer School in Astrobiology.

Lenardics bidrag er at undersøge, hvordan planeternes indre energi, og tilhørende vulkansk-tektonisk aktivitet, påvirke deres klima og evne til at opretholde liv.

"Når jeg underviser i planetarisk videnskab, et spørgsmål, jeg faktisk giver eleverne, er, 'Hvad er livet? Giv mig en definition.' Og det er ikke nemt, " sagde Lenardic. Han bemærkede, at studerende og arbejdende videnskabsmænd har fremlagt en række svar.

"Men hvis vi kan blive enige om én ting, det er, at livet har brug for energi, " sagde han. "Vi har tænkt på solen som en energikilde i lang tid, og vi er kommet til at værdsætte en planets indre energi, som kommer fra henfald af radioaktive elementer i dets stenede indre. Jupiters måner har lært os også at værdsætte tidevandskraft, og vi begynder at finde exoplaneter, der har kredsløb, der tillader betydelig tidevandskraft."

Lenardic sagde pladetektonik, meget som den smalle beboelige zone, er et andet langvarigt kriterium for planetarisk beboelighed, der bliver udfordret af de seneste fund.

Pladetektonik er den storstilede proces, der styrer bevægelserne af jordskorpen.

"Det er en særlig overflademanifestation af en planets indre energi, men det er ikke den eneste mulige måde for vulkansk og tektonisk aktivitet på en planet, " sagde Lenardic.

På jorden, pladetektonik spiller en rolle i at modulere klimaet, men ideen om, at pladetektonikken er afgørende for livet, udfordres af stadig mere sofistikerede modeller af planetariske klimaer. For eksempel, i et januarstudie i Journal of Geophysical Research , Lenardic og kolleger viste, hvordan vand kunne opretholdes på verdener uden pladetektonik. Kapitlet i den kommende "Handbook of Exoplanets" udforsker denne idé yderligere ved at overveje planetarisk livspotentiale under en række tektoniske tilstande, der adskiller sig fra Jordens.

"Jeg er optimist, " sagde Lenardic. "Vi er på det første punkt i vores historie som mennesker, hvor vi faktisk kan have nogle observationer fra andre planeter, som vi kan bruge til at teste enhver af disse ideer om liv ud over vores egen. Det kan være nemt at være Jord-centreret og antage, at livet kræver en planet som vores egen. Men det, vi ser i vores solsystem, får os til at stille spørgsmålstegn ved dette. En af de ting, jeg har lært fra historien om at udforske vores eget solsystem, er at være forberedt på overraskelse. Når vi bevæger os ud over vores solsystem, i vores søgen efter livet, denne lektion driver os til at tilpasse vores søgestrategier."