Pustynne egzoplanety mogą być we Wszechświecie najczęstszym typem obiektów planetarnych, na których istnieje życie. Do takich zaskakujących wniosków doszli japońscy i amerykańscy planetolodzy.
Początek XXI wieku to “złota era” w poszukiwaniach egzoplanet. Z każdym rokiem astronomowie odkrywają coraz wiecej planet pozasłonecznych, które – dzięki rozwojowi technik detekcji – są także coraz mniejsze. Aktualnie (2011 rok) astronomowie dość często wykrywają skaliste obiekty typu “super-Ziemia” (o masach do około 10 mas Ziemi), a czasem i mniejsze egzoplanety. Równolegle z odkryciami planet pozasłonecznych trwają studia teoretyczne i przeprowadzane są symulacje. Dzięki tym pracom coraz więcej już wiemy na temat wielkości i dystrybucji egzoplanet we Wszechświecie.
Kolejnym etapem jest poszukiwanie egzoplanet, które krążą w ekosferach swych gwiazd, czyli tam gdzie woda może istnieć w stanie ciekłym i w konsekwencji może powstać i utrzymać się życie. W tej chwili ludzkość zna już kilka egzoplanet krążących wewnątrz lub bardzo blisko granicy ekosfery – dwa najciekawsze (potwierdzone, czyli istniejące obiekty) przykłady to Gliese 581d oraz HD 85512 b. Wciąż jednak stosunkowo mało wiemy na temat rozmiarów ekosfer wokół różnych gwiazd i dla różnych typów egzoplanet.
Jedna z nowszych publikacji naukowych ostatnich miesięcy dotyczy przydatności do życia egzoplanet, na których lądy, a nie oceany pokrywają większość powierzchni obiektu. Słynna Arrakis z filmu i powieści s-f “Dune” może być tutaj dobrą analogią do celu tych studiów. Praca, opublikowana na łamach czasopisma naukowego “Astrobiology”, jest wynikiem studiów czterech naukowców z Japonii i USA. Wynik studiów jest dość zaskakujący – okazuje się, że egzoplanety podobne do Arrakis mogą być lepszym miejscem do rozwoju życia od planet oceanicznych, takich jak Ziemia.
Egzoplanety z dużą zawartością wody na powierzchni wydają się mieć mniejszą ekosferę niż te z niewielką ilością tej cieczy. Jeśli egzoplaneta krąży za daleko od swej gwiazdy macierzystej to wysokie albedo lodu potęguje efekt ochłodzenia klimatu, a jeśli za blisko – w atmosferze znajduje się sporo pary wodnej, która może doprowadzić do rosnącego efektu cieplarnianego. W tym drugim przypadku następuje utrata wodoru z atmosfery w przestrzeń kosmiczną i w konsekwencji planeta staje się w całości jałowa.
Właśnie to postanowili wyliczyć japońscy i amerykańscy planetolodzy i wykorzystali zmodyfikowane modele ziemskiego klimatu, lecz z usuniętą wodą, roślinnością i topografią. Ten swoisty wyidealizowany model “lądowej planety” został potem porównany ze spodziewanymi wynikami dla “oceanicznej planety”. “Lądowa planeta” w tych modelach była w większości pustynna, pokryta niewielką ilością wody w różnych miejscach.
Wyniki sugerują, że pustynne planety powinny oferować szerszą ekosferę od oceanicznych odpowiedników. W przypadku zewnętrznej (zimnej) krawędzi ekosfery modelowa pustynna egzoplaneta zamarznie przy około 77% wartości promieniowania naszego Słońca. Planeta oceaniczna powinna zamarznąć “już” przy 90% wartości promieniowania Słońca. Podobnie sytuacja wygląda w przypadku gorącej krawędzi ekosfery, gdzie para wodna potęguje efekt cieplarniany. Sumarycznie, w przypadku planety wielkości i atmosfery Ziemi oraz Słońca jako gwiazdy, ekosfera dla pustynnej planety jest trzy razy szersza od ekosfery dla oceanicznego odpowiednika. To prowadzi do wniosku, że zdatne do życia egzoplanety pustynne powinny być powszechniejsze od oceanicznych planet.
Oczywiście, takie “lądowe planety” w większości powinny być pustynne, a życie może koncentrować się jedynie wokół zbiorników wodnych. Rozwój życia na takich planetach może przebiegać zupełnie inaczej od tego na oceanicznych planetach, gdzie następuje wymiana gatunków na dużych przestrzeniach (np. migracje ptaków, ryb czy zwierząt lądowych). Ponadto, życie ograniczone do lokalnej niszy wokół zbiornika wodnego może być bardzo zależne od niego, co oznacza, że w przypadku zmian klimatycznych, nawet bardzo powolnych, lecz redukujących tę niszę ekologiczną, życie może nie mieć szansy na przetrwanie.
(Astrobiology Journal)
