Bedre end jorden? Er der overbeboelige verdener i Mælkevejen?

Jeg har tidligere sagt mange gange, at Jorden er den bedste planet i universet. Uanset hvor vi går hen, vi vil aldrig finde en planet, der er et bedre hjem for jordens liv end Jorden. Selvfølgelig, det er fordi vi og alt andet jordisk liv udviklede sig i dette miljø. Evolution tilpassede os til denne planet, og det er usandsynligt, at vi nogensinde kan finde en anden planet, der er så god for os.

Imidlertid, er det den bedste planet? Er der steder i universet, som kan have betingelserne for mere mangfoldighed af liv?

Det faktum, at vi overhovedet har liv på Jorden, er ret fantastisk. Vi er placeret i den beboelige zone af en hovedsekvensstjerne, der ikke producerer for mange dræbende soludbrud.

Vi har en tyk atmosfære fyldt med ilt og nitrogen, som vi kan indånde. Planeten er stor nok til at den stadig er smeltet i sin kerne, med en roterende kugle af jern, der opretholder et planetarisk magnetfelt. Det her, kombineret med en tyk atmosfære beskytter planetens overflade mod kosmiske stråler, den værste ultraviolette stråling fra solen, og dødbringende solstorme.

Vi har pladetektonik, der konstant genbruger materiale på planetens overflade, bringe friske kemikalier op fra dens indre.

Vi har en forholdsvis stor måne, som sandsynligvis holder vores planet mere stabil i sin aksiale hældning, med tidevand, der hjalp tidlige livsformer med at skifte fra havene til landet. Men ikke for stor en måne.

Vi har enorme oceaner, der hjælper med at regulere klodens klima, flytte varmt vand til køligere områder, for at gøre dem mere mangfoldige og beboelige.

Listen fortsætter, og jeg er sikker på, at der er faktorer, som vi ikke engang har opdaget endnu.

Og når det kommer til Jorden, livet trives, finde vej til alle mulige økologiske nicher, tilpasser sig gennem evolutionen til at håndtere bitter kulde, intens varme, det intense pres på bunden af ​​havene, selv byer, bor lige ved siden af ​​mennesker.

Men kunne Jorden være bedre? Kan der være planeter, som er super beboelige?

Hvis der er én ting, som astronomiområdet har lært os, det er, at vi ikke er specielle. Vi er ikke centrum i solsystemet. Dette er ikke et særligt sted eller tidspunkt i universet. Og det betyder sandsynligvis, at Jorden ikke er det bedste sted for liv. Det er det bedste sted for mennesker, men ikke for livet.

Ifølge et papir i 2013, Penn State astrobiolog Ravi Kumar Kopparapu og andre beregnede, hvor kanterne af en stjernes beboelige zone virkelig skulle være, baseret på moderne klimadata. De beregnede, at en beboelig zone omkring en sollignende stjerne skulle være mellem 0,99 og 1,7 gange afstanden fra Jorden til solen.

Hvilket betyder, at Jorden faktisk ligger lige på den inderste kant af solens beboelige zone. Synes godt om, lige knap. Hvis det var tættere på solen, vi ville opleve en løbsk drivhuseffekt, ligesom Venus.

Du vil sandsynligvis være tættere på midten af ​​den beboelige zone, hvor orbitale variationer ikke vil skubbe din planet ud i ekstremer.

Jorden er forholdsvis ung. I betragtning af at planeten kun har eksisteret i 4,5 milliarder år nu, og har først fundet ud af flercellet liv i de sidste par hundrede millioner år.

Solen varmer, og da vi er så tæt på, vi har faktisk kun et par hundrede millioner år, højst en milliard år, før temperaturen stiger, og havene fordamper. Men hvad nu hvis livet kunne have fået milliarder af flere års evolution til at udvikle nye, mere forskelligartede livsformer?

Du tror, ​​at et næbdyr er usædvanligt, bare forestil dig, hvad du ville få med yderligere 2 milliarder års evolution. Eller 20 mia.

I et papir fra 2016 kaldet Superhabitable Worlds, Rene Heller og John Armstrong løber gennem de forhold, der kan gøre den mest beboelige mulige planet. Dette er et meget læseværdigt papir, med mange fede ideer. Hvis du er en science fiction-forfatter på udkig efter nogle verdensopbyggende ideer, tjek det bestemt ud.

De foreslår, at stjerner med mindre masse end solen, klassificeret som K-stjerner, er sandsynligvis de bedste kandidater til diversitet, da de er langlivede og relativt stabile. En stjerne af K-typen vil have en levetid på 20-70 milliarder år uden de irriterende røde dværg-megaflares.

Du ville have andre planeter i stjernesystemet, i stand til at omdirigere asteroider og kometer med deres tyngdekraft til at levere vand og andre kemikalier, der er nødvendige for livet. Tak for det, Jupiter.

Og ideelt set du vil have flere beboelige planeter i det samme system, i stand til at sende liv frem og tilbage. En proces kendt som panspermi.

Gør din beboelige planet til en gasgigants måne for at få kraftige tidevandskræfter, der ville holde frisk vulkansk materiale i udbrud til overfladen.

Endnu bedre, har en binær planet, hvor to verdener kredser om hinanden, levere tidevandskræfter og udveksle livsformer frem og tilbage.

Og vi er lige begyndt!

Gør planeten større, og du vil få mere overfladeareal for vand til at cirkulere temperaturer (mere om det på et sekund), men også mere overfladeareal til livsformer til at udnytte forskellige nicher.

Så, vi taler om en større, mere massiv planet. Når du får omkring det dobbelte af Jordens masse, pladetektonikken begynder at lukke ned, så prøv at holde dig under det beløb.

Du vil også have en verden, der er stor nok og varm nok i sit indre til, at jernlegeringer kan bevæge sig i sin kerne for at opretholde en planet-dækkende magnetosfære.

Du er sikkert bekymret for overfladens tyngdekraft, men en planet med dobbelt masse af Jorden behøver kun at være omkring 40 procent større for at have omtrent samme overfladetyngdekraft.

Ved en nylig konference i Barcelona, Dr. Stephanie Olson fra University of Chicago præsenterede det arbejde, de havde udført med at søge efter de miljøer, der bedst ville understøtte livet på exoplaneter.

De brugte et værktøj fra NASA kaldet ROCKE-3-D generel cirkulationsmodel. Dette er et virkelig fantastisk værktøj, der er frit tilgængeligt for offentligheden. Du kan gå til hjemmesiden, og så se, hvordan forholdene ville være i forskellige verdener, fra oldtidens Venus til planeter, der kredser om Proxima Centauri.

Du kan simulere deres lufttemperaturer, Regn, jordkoncentrationer med mere.

Lad mig vise dig nogle eksempler. Her er den præindustrielle jord, med lufttemperaturer fra omkring 35 C nær ækvator til koldere end -60 C ved polerne.

Men du kan erstatte Jorden med oldtidens Venus, sådan som planeten så ud for 2,9 milliarder år siden, da solen var 20 procent svagere, end den er i dag. Den roterede stadig en gang hver 243. dag, selvom, og havde sandsynligvis et lavvandet hav, der nåede en dybde på 310 meter over dets lavland.

Og her er en planet, der kredser om den røde dværgstjerne Proxima Centauri, den nærmeste stjerne til solen. Fordi den kredser så tæt på sin stjerne, planeten er sandsynligvis tidevandslåst. Dette har en dramatisk indvirkning på lufttemperaturen med den ene side vendt mod stjernen, og den ene side vender væk.

Men hvis planeten har resonansrotation, hvor den drejer tre gange om sin akse for hver 2 kredsløb, og hvis den har en atmosfære, der stort set matcher jordens nitrogen- og oxygenatmosfære, så ender du med en verden, der ser meget mere behagelig ud at leve i.

Olson og hendes team brugte denne software til at simulere klimaet og havets levesteder for forskellige slags exoplaneter. Her på jorden, livets mangfoldighed afhænger af opstrømningen af ​​materiale fra dybt nede i havene, returnere det til overfladen, hvor livet kan bruge det.

Mere opwelling betyder mere biologisk aktivitet, mere mangfoldighed.

Med andre ord, at finde planeterne med den største mangfoldighed af liv, du ønsker at finde de verdener, der har store mængder af havcirkulation.

Findes der noget bedre end Jorden? Ifølge Olson, hvis en planet roterer langsommere, har en højere atmosfærisk tæthed, og har kontinenter, så kan du øge mængden af ​​havcirkulation.

Og dette giver os en idé om, hvad astronomer vil lede efter, når de undersøger ekstrasolære verdener. Når NASAs LUVOIR- eller HabEx-missioner flyver i 2030'erne, de vil være i stand til direkte at afbilde overfladerne på exoplaneter. De vil måle kemikalierne i deres atmosfære, opdage vand, og endda bestemme, hvor meget af planeten, der er dækket af kontinenter.

Vi burde virkelig ikke blive overrasket, hvis vi finder super beboelige verdener derude i Mælkevejen, verdener, der klart er mere beboelige end Jorden. Endnu engang, det viser sig, vi er ikke specielle. Det er fint, vi får i det mindste selskab.