Din câte știm, viața extraterestră are nevoie de planete stâncoase pentru a trăi. Cele mai vechi astfel de planete ar fi putut fi pline de carbon, formele de viață timpurie apar pe lumi cu straturi de diamant sub cruste și roci de suprafață negre de cărbune.
Un studiu recent realizat de Natalie Mashian și Avi Loeb la Centrul de Astrofizică din Harvard-Smithsonian a analizat formarea planetelor în jurul stelelor sărace din metale îmbunătățite de carbon (CEMPs). Aceste tipuri de stele s-au format probabil în universul timpuriu, imediat după ce prima generație de stele masive și-a ars combustibilul nuclear și a explodat ca supernove. Dacă există planete în jurul unor astfel de stele, înseamnă că viața ar fi putut apărea în univers în câteva sute de milioane de ani de la Big Bang, în urmă cu 13, 8 miliarde de ani. Studiile anterioare au sugerat că ar putea dura mai mult; cel mai vechi sistem exoplanet descoperit încă, Kepler 444, înconjoară o stea care are aproximativ 11, 2 miliarde de ani.
Elementele precum fierul și siliconul sunt de obicei considerate esențiale pentru confecționarea planetelor, deoarece formează boabe de praf în jurul cărora se pot forma corpuri mai mari prin acreție gravitațională. Chiar și gigantii cu gaz bogat în hidrogen precum Jupiter au pornit de la o astfel de „sămânță”. Cu toate acestea, CEMP-urile nu au atât de multe elemente grele precum fierul Soarelui nostru, doar o sută a mia parte din ceea ce spune ceva, deoarece Soarele este doar 0, 003 la sută de fier. Așadar, dacă CEMP se formează în principal din nori de gaz și praf de carbon, oxigen și azot, o întrebare este dacă planetele precum Pământul, cu suprafețe solide, ar putea forma.
Mashian și Loeb sugerează că planetele se pot înrădăcina într-o astfel de nebuloasă și, prin urmare, în jurul CEMP. Astronomii le-ar putea găsi cu unele dintre cele mai noi telescoape spațiale și instrumente viitoare, cum ar fi James Webb Space Telescope, deoarece vin on line. "Metodele sunt aceleași [ca în cazul misiunilor anterioare de exoplanet]", a declarat Loeb pentru Smithsonian.com. "Ai căuta planete care își tranzitează stelele."
În studiul lor, Mashian și Loeb modelează distanțele față de CEMP-urile pe care le-ar forma planetele și cât de mari sunt probabil. Astfel de planete ar avea puțin fier și siliciu, elementele care alcătuiesc o porțiune mare a Pământului. În schimb, ar fi mai bogați în carbon. Aceștia au descoperit că dimensiunea maximă ar avea tendința de a fi de aproximativ 4, 3 ori mai mare decât raza Pământului, o planetă de carbon ar permite, de asemenea, să se formeze pe suprafață o mulțime de molecule de hidrocarburi, cu condiția ca temperatura să nu fie prea ridicată. Și orice planetă cu o masă mai mică de aproximativ 10 ori mai mare decât cea a Pământului ar arăta mult monoxid de carbon și metan în atmosfera sa, arată studiul.
Într-o nebuloasă bogată în elemente mai ușoare, el a adăugat că este probabil să existe și apă, o altă componentă cheie a biosferei. „Chiar și cu un nivel scăzut de oxigen, hidrogenul tinde să se combine cu acesta și să facă apă”, a spus el. Deci, o planetă cu carbon ar putea avea apă. Loeb a spus într-o declarație că, din moment ce viața în sine este bazată pe carbon, asta presupune foarte bine aspectul vieții.
CEMP-urile sunt atât de sărace în elemente mai grele, deoarece au fost construite din rămășițele primelor stele care au apărut în univers - behemoths cu sute de ori masa soarelui. Miezul unei stele masive este ca o ceapă. Cele mai grele elemente create de fuziunea nucleară sunt spre centru - fierul, magneziul și siliconul se află în straturile cele mai interioare, în timp ce carbonul, oxigenul și unele resturi de heliu și hidrogen sunt în cele exterioare. Loeb a spus o mare parte din materialul din straturile interioare - acele elemente mai grele - va cădea înapoi în gaura neagră care se formează după ce steaua va deveni o supernova. Între timp, elementele mai ușoare vor fi expulzate în spațiu pentru a forma stele noi. Aceste stele, care se formează din gazele rămase de la prima, ar fi sărace în metale precum fierul, dar bogate în carbon - CEMP-urile.
Abia mai târziu, când stelele mai puțin masive îmbătrânesc și explodează ca supernovele, metalele mai grele pot ieși. O stea sub 25 de mase solare se va prăbuși într-o stea cu neutroni sau va ajunge ca o pitică albă. Spre deosebire de găurile negre, stelele cu neutroni și piticele albe nu au viteze de evadare mai rapide decât lumina, astfel încât explozia supernovei este mult mai probabil să răspândească fierul din miezul stelei. De aceea, stelele ca soarele au la fel de mult fier ca și de ce Pământul are elemente și mai grele.
Cu toate acestea, dacă astfel de planete au viață sau nu, este încă o întrebare deschisă. Studiul în sine este preocupat mai mult de formarea planetelor în primul rând, ceea ce este un pas esențial pentru viață. "Studentul meu absolvent [Mashian] este conservator", a răpit Loeb. Pentru a vedea semne de viață, trebuie să vedem atmosfera planetelor în cauză. Ținta ar fi semnătura oxigenului, care lipsește într-un fel de reumplere, va dispărea din atmosfera unei planete, deoarece reacționează cu rocile de suprafață. Pe Pământ, oxigenul este fabricat de plante, care preiau dioxidul de carbon. Extratereștrii care se uitau la atmosfera propriei noastre planete ar observa că ceva era treptat.
Văzând acele atmosfere - presupunând că planetele în sine sunt găsite - va necesita probabil telescoape mai puternice decât sunt disponibile acum. "[The James Webb Space Telescope] ar putea face acest lucru în mod marginal pentru cele mai apropiate stele", a spus el. „Dar CEMP-urile sunt de zece ori mai departe.”
