Guldlok-planeter med en hældning kan udvikle mere komplekst liv

Planeter, der vippes på deres akse, som Jorden, er mere i stand til at udvikle komplekst liv. Denne opdagelse vil hjælpe videnskabsmænd med at forfine søgen efter mere avanceret liv på exoplaneter. Denne NASA-finansierede forskning præsenteres på Goldschmidt Geochemistry Conference.

Siden den første opdagelse af exoplaneter (planeter, der kredser om fjerne stjerner) i 1992, videnskabsmænd har ledt efter verdener, der kunne understøtte liv. Det antages, at for at opretholde selv grundlæggende liv, exoplaneter skal være i den rigtige afstand fra deres stjerner for at tillade flydende vand at eksistere; den såkaldte "Goldilocks-zone". Imidlertid, for et mere avanceret liv, andre faktorer er også vigtige, især atmosfærisk oxygen.

Ilt spiller en afgørende rolle i åndedrættet, den kemiske proces, som driver metabolismen af ​​de fleste komplekse levende ting. Nogle grundlæggende livsformer producerer ilt i små mængder, men for mere komplekse livsformer, såsom planter og dyr, ilt er kritisk. Tidlig Jorden havde lidt ilt, selvom grundlæggende livsformer eksisterede.

Forskerne fremstillede en sofistikeret model af de betingelser, der kræves for, at liv på Jorden kan producere ilt. Modellen tillod dem at indtaste forskellige parametre, at vise, hvordan ændrede forhold på en planet kan ændre mængden af ​​ilt, der produceres af fotosyntetisk liv.

Ledende forsker Stephanie Olson (Purdue University) sagde, "Modellen giver os mulighed for at ændre ting såsom dagslængde, mængden af ​​atmosfære, eller fordelingen af ​​land for at se, hvordan marine miljøer og det iltproducerende liv i havene reagerer."

Forskerne fandt ud af, at stigende dagslængde, højere overfladetryk, og fremkomsten af ​​kontinenter påvirker alle havenes cirkulationsmønstre og tilhørende næringsstoftransport på måder, der kan øge iltproduktionen. De mener, at disse forhold kan have bidraget til Jordens iltning ved at begunstige iltoverførsel til atmosfæren, efterhånden som Jordens rotation er aftaget, dens kontinenter er vokset, og overfladetrykket er steget gennem tiden.

"Det mest interessante resultat kom, da vi modellerede 'orbital obliquity' - med andre ord, hvordan planeten vipper, mens den kredser om sin stjerne, " forklarede Megan Barnett, en kandidatstuderende fra University of Chicago involveret i undersøgelsen. Hun fortsatte, "Større hældning øgede fotosyntetisk iltproduktion i havet i vores model, dels ved at øge effektiviteten, hvormed biologiske ingredienser genanvendes. Effekten svarede til en fordobling af mængden af ​​næringsstoffer, der opretholder livet."

Jordens kugle hælder om sin akse i en vinkel på 23,5 grader. Dette giver os vores årstider, med dele af Jorden, der modtager mere direkte sollys om sommeren end om vinteren. Imidlertid, ikke alle planeter i vores solsystem hælder som Jorden:Uranus hælder 98 grader, hvorimod Merkur slet ikke vippes. "Til sammenligning, det skæve tårn i Pisa hælder omkring 4 grader, så planetariske hældninger kan være ret betydelige, " sagde Barnett.

Dr. Olson fortsatte "Der er flere faktorer at overveje, når man leder efter liv på en anden planet. Planeten skal være i den rigtige afstand fra sin stjerne for at tillade flydende vand og have de kemiske ingredienser til livets oprindelse. Men ikke alle oceaner vil være gode værter for livet, som vi kender det, og en endnu mindre undergruppe vil have egnede levesteder til, at livet kan udvikle sig mod kompleksitet af dyrekvalitet. Små hældninger eller ekstrem sæsonudsving på planeter med Uranus-lignende hældninger kan begrænse spredningen af ​​liv, men en beskeden hældning af en planet på sin akse kan øge sandsynligheden for, at den udvikler iltede atmosfærer, der kan tjene som fyrtårne ​​for mikrobielt liv og give næring til metabolismen af ​​store organismer. Den nederste linje er, at verdener, der er beskedent vippet på deres akser, kan være mere tilbøjelige til at udvikle komplekst liv. Dette hjælper os med at indsnævre søgningen efter komplekse, måske endda intelligent liv i universet."

Timothy Lyons, Distinguished professor i biogeokemi i Department of Earth and Planetary Sciences ved University of California, Riverside, kommenterede, "Den første biologiske produktion af ilt på Jorden og dens første mærkbare ophobning i atmosfæren og oceanerne er milepæle i livets historie på Jorden. Studier af Jorden lærer os, at ilt kan være en af ​​vores vigtigste biosignaturer i søgen efter liv på Jorden. fjerne exoplaneter. Ved at bygge ud fra erfaringerne fra Jorden via numeriske simuleringer, Olson og kolleger har udforsket en kritisk række af planetariske muligheder, der er bredere end dem, der er observeret gennem Jordens historie. Vigtigt, dette arbejde afslører, hvordan nøglefaktorer, inklusive en planets sæsonbestemte, kunne øge eller mindske muligheden for at finde ilt fra liv uden for vores solsystem. Disse resultater vil helt sikkert hjælpe med at guide vores søgninger efter det liv."

Professor Lyons var ikke involveret i dette arbejde.