I vårt sökande efter exoplaneter har vi hittat mer än tre dussin potentiellt beboeliga världar. Det uppskattas att det finns 8 till 20 miljarder potentiellt beboeliga, jordliknande världar bara i vår galax. Men det är stor skillnad mellanpotentielltbeboelig ochfaktisktbeboelig, och forskare börjar begränsa sina definitioner.
Teoretisk cellliknande struktur som skulle kunna existera på Titan. Kredit: Stevenson, et al
Den klassiska definitionen av en potentiellt beboelig värld är en stenig planet som kan upprätthålla flytande vatten på sin yta. Det betyder att den har en lagom tjock atmosfär, och dess avstånd från en stjärna sätter den i den så kallade beboelig zon.
På många sätt är denna enkla definition både för bred och för snäv. Flytande vatten anses vara en avgörande faktor eftersom det är centralt för livet på jorden. Det kan finnas andra livsformer som inte kräver vätska. Saturnus måne Titan har hav av flytande metan, och vissa forskare har studerat hur metan kan spela en roll i främmande celler som liknar vattnets roll i marklivet. Även om vi begränsar livet till att vara jordliknande, förbjuder det inte flytande vatten att vara utanför den beboeliga zonen. Jupiter ligger långt utanför zonen men har minst två månar med flytande vatten under sin isiga yta.
Livet kan spela en nödvändig roll för att hålla en planet beboelig. Kredit: Chopra och Lineweaver
Samtidigt räcker det inte med att vara i zonen. Det finns tre steniga planeter i solens beboeliga zon, men Venus är en giftig växthusvärld, och även om Mars kan ha primitivt liv är det knappast jordens rika Eden. Och både Venus och Mars hade flytande ytvatten i sin ungdom. Livet kan ha fått tag i båda världarna, men kanske inte överlevt tillräckligt länge för att förbli beboeligt. Denna Gaian-flaskhals kan fungera som ett bra filter, som tidigt dödar potentiellt beboeliga världar.
Även om vi bara betraktar den beboeliga zonen för en stjärna, säger detta ingenting om stabiliteten hos själva stjärnan. De flesta potentiellt beboeliga världar kretsar kring små röda dvärgstjärnor eftersom de utgör nästan 75 % av alla stjärnor. Röda dvärgar är mycket kallare än vår sol, så deras beboeliga zoner är det mycket nära stjärnan. Men röda dvärgar går ofta igenom perioder där de sänder ut enorma solflammor och utbrott av röntgenstrålar. Dessa skulle sannolikt ta bort potentiellt beboeliga planeter från sina atmosfärer.
Konservativa gränser för beboeliga zoner är mer realistiska. Kredit: Ramses Ramirez
Allt detta ger astronomer gott om foder för spekulationer, men för biologer handlar allt om lipider. Lipider är uppbyggda av fettsyror och de utgör byggstenarna i cellmembranen. För att celler ska fungera måste cellmembranen vara permeabla och permeabiliteten beror på atmosfärens sammansättning och tryck. Nyligen en tidning iVetenskapliga rapporterundersökte detta förhållande och dess effekt på beboelighet.
Tidningen tittar på toleransgränserna för lipidlösligheten av koldioxid och kväve. Baserat på data från både anestesi och scubadykning sätter den gränsen vid 0,1 bar för koldioxid och 2 bar för kväve. Denna gräns begränsar den beboeliga zonen för stjärnor, särskilt i det kallare området. För vårt solsystem placerar det Mars och Venus utanför zonen. Minskningen är mest signifikant för röda dvärgstjärnor. Även om röda dvärgar är vanliga, kan de ha en mycket lägre chans att hysa liv.
Det bör betonas att detta fortfarande är baserat på vad vi vet om livet på jorden. Men det är en viktig studie. Antalet kända exoplaneter växer exponentiellt, och studier som denna kommer att hjälpa oss att begränsa kandidaterna där liv kunde existera.
[^1]: Stevenson, James, Jonathan Lunine och Paulette Clancy. ' Membranalternativ i världar utan syre: Skapande av en azotosom .'Vetenskapens framsteg1.1 (2015): e1400067.
[^2]: Chopra, Aditya och Charles H. Lineweaver. ' Fallet för en Gaian-flaskhals: beboelighetens biologi .'Astrobiologi16.1 (2016): 7-22.
[^3]: Ramirez, Ramses M. “ En komplex livsmiljö baserad på lipidlöslighetsteori .'Vetenskapliga rapporter10.1 (2020): 1-8.