Последњих година број екстра соларних планета откривених око оближњег типа М (црвене патуљасте звезде) знатно је порастао. У многим случајевима ове потврђене планете су биле "налик Земљи", што значи да су земаљске (ака. Стеновите) и по величини упоредиве са Земљом. Ови налази су посебно узбудљиви будући да су црвене патуљасте звезде најчешће у Универзуму - чине 85% звезда само на Млечном путу.
На жалост, многобројна истраживања спроведена су касно која показују да ове планете можда немају неопходне услове да подрже живот. Најновије долази са Универзитета Харвард, где постдокторски истраживач Манасви Лингам и професор Абрахам Лоеб демонстрирају да планете око звезда типа М можда не добијају довољно зрачења од својих звезда да би се догодила фотосинтеза.
Једноставно речено, сматра се да је живот на Земљи настао пре 3,7 до 4,1 милијарде година (током касног хадејског или раног архејског еона), у време када би атмосфера планете данас била токсична за живот. Између 2,9 и 3 милијарде година, почеле су се појављивати фотосинтезирајуће бактерије и почеле су обогаћивати атмосферу гасом кисеоником.
Као резултат тога, Земља је доживела оно што је познато као „Велики догађај оксидације“ пре око 2,3 милијарде година. За то време, фотосинтетски организми су постепено претварали Земљину атмосферу из оне која се састоји претежно од угљендиоксида и метана, у ону састављену од азота и кисеоника (~ 78% и 21%, респективно).
Занимљиво је да су други облици фотосинтезе настали чак и пре него што је фотосинтеза хлорофила. Ту спадају фотосинтеза мрежнице, која је настала ца. Пре 2,5 до 3,7 милијарди година и још увек постоји у ограниченом нишном окружењу. Као што име говори, овај поступак се ослања на мрежницу (врста љубичастог пигмента) да би апсорбовао соларну енергију у жуто-зеленом делу видљивог спектра (400 до 500 нм).
Постоји и аноксигена фотосинтеза (где се угљени диоксид и две молекуле воде прерађују да би се створио формалдехид, вода и гас кисеоник), за који се верује да у потпуности претходи фотосинтези кисеоника. Како и када су се појавиле различите врсте фотосинтезе кључно је за разумевање када је почео живот на Земљи. Као што је професор Лоеб е-маилом објаснио за Спаце Магазине:
„„ Фотосинтеза “значи„ спајање “(синтеза) светлошћу (фотографија). То је процес који користе биљке, алге или бактерије за претварање сунчеве светлости у хемијску енергију која подстиче њихове активности. Хемијска енергија се складишти у молекулама заснованим на угљенику, који се синтетишу из угљен диоксида и воде. Овај процес често ослобађа кисеоник као споредни производ, који је неопходан за наше постојање. Свеукупно, фотосинтеза испоручује сва органска једињења и већину енергије потребне за живот какав знамо на планети Земљи. Фотосинтеза је настала релативно рано у историји Земље. "
Студије попут ове, које истражују улогу коју фотосинтеза игра, нису само битне, јер нам помажу да схватимо како је настао живот на Земљи. Поред тога, они би такође могли да нам помогну да схватимо да ли се живот може појавити на ван-соларним планетима и под којим условима се то може одвијати.
Њихова студија под називом „Фотосинтеза на обитавајућим планетима око звезда мале масе“ недавно се појавила на мрежи и поднесена је Месечна обавештења Краљевског астрономског друштва. Ради своје студије, Лингам и Лоеб покушали су да ограниче проток фотона звездама типа М како би утврдили да ли је могућа фотосинтеза на земаљским планетима који окружују црвене патуљасте звезде. Као што је Лоеб изјавио:
„У нашем раду смо истражили да ли се може догодити фотосинтеза на планетама у зони становања око звезда са малом масом. Ова зона је дефинисана као опсег растојања од звезде где температура површине планете омогућава постојање течне воде и хемију живота какав знамо. За планете у тој зони израчунали смо ултраљубичаст (УВ) ток који осветљава њихову површину у зависности од масе звезде домаћина. Звезде мале масе су хладније и производе мање УВ фотона по количини зрачења. “
У складу са недавним налазима који укључују црвене патуљасте звезде, њихова студија усредсређена је на „аналоге Земље“, планете који имају исте основне физичке параметре као и Земља - тј. Радијус, маса, састав, ефективна температура, албедо, итд. Пошто су теоријске границе фотосинтезе око других звезда нису добро схваћене, такође су радиле са истим ограничењима као и оне на Земљи - између 400 до 750 нм.
На основу тога, Лингам и Лоеб су израчунали да звезде малог типа М неће бити у стању да премаше минимални УВ проток који је потребан да би се осигурала биосфера слична оној на Земљи. Као што је Лоеб илустрирао:
„То подразумева да су усељиве планете откривене у последњих неколико година око оближњих патуљастих звезда, Прокима Центаури (најближа звезда Сунцу, удаљена 4 светлосне године, 0,12 сунчеве масе, са једном насељеном планетом, Прокима б) и ТРАППИСТ-1 ( Удаљено 40 светлосних година, 0,09 сунчеве масе, са три настањене планете ТРАППИСТ-1е, ф, г), вероватно немају земаљску биосферу. Генерално, спектроскопска испитивања састава атмосфере планета које пролазе кроз њихове звезде (попут ТРАППИСТ-1) вероватно неће наћи биомаркере, као што су кисеоник или озон, на нивоима који се могу открити. Ако се нађе кисеоник, његово порекло ће вероватно бити небиолошко. "
Наравно, за ову врсту анализе постоје ограничења. Као што је раније напоменуто, Лингам и Лоеб указују на то да теоријске границе фотосинтезе око других звезда нису добро познате. Док не сазнамо више о планетарним условима и радијационом окружењу око звезда типа М, научници ће бити приморани да користе метрике на основу наше сопствене планете.
Друго, такође постоји чињеница да су звезде типа М променљиве и нестабилне у поређењу с нашим Сунцем и имају периодичне бљескове. Наводећи друга истраживања, Лингам и Лоеб указују да она могу имати и позитивне и негативне ефекте на биосферу планете. Укратко, звјездани пламенови могли би да дају додатно УВ зрачење које би помогло покретању пребиотске хемије, али би такође могло бити штетно за атмосферу планете.
Ипак, забрањујући интензивније студије екстрасоларних планета којима орбитирају звезде црвених патуљака, научници су приморани да се ослањају на теоријске процене колика је вероватност живота на овим планетама. Што се тиче налаза представљених у овој студији, они су још један показатељ да системи црвених патуљака са звездама можда нису највероватније место за проналазак настањивих света.
Ако су тачни, ови налази би такође могли имати драстичне импликације у потрази за ванземаљском интелигенцијом (СЕТИ). "Будући да је кисеоник произведен фотосинтезом неопходан услов за сложен живот какав су људи на Земљи, биће му потребна и технолошка интелигенција", рекао је Лоеб. "Заузврат, појављивање последњих отвара могућност проналаска живота помоћу технолошких потписа попут радио сигнала или џиновских артефаката."
За сада, претрага усељивих планета и живота наставља да буде обавештавана теоријским моделима који нам говоре на шта треба пазити. У исто време, ови се модели и даље заснивају на „животу какав знамо“ - тј. Користећи земаљске аналоге и земаљске врсте као примере. Срећом, астрономи очекују да у наредним годинама науче пуно више захваљујући развоју инструмената следеће генерације.
Што више научимо о системима егзопланета, већа је вероватноћа да ћемо утврдити да ли су они усељиви или не. Али на крају, нећемо знати шта још требамо тражити док га заправо не нађемо. Такав је велики парадокс када је у питању Трагање за изванземаљском интелигенцијом, а да не спомињем тај други велики парадокс (погледајте ово!).
