בעשורים האחרונים גילו אסטרונומים כוכבי לכת רבים שלדעתם הם "דמויי אדמה" בטבע, כלומר הם נראים כארציים (כלומר סלעיים) ומקיפים את הכוכבים שלהם במרחק הנכון כדי לתמוך בקיומם של מים נוזליים על משטחיםיהם. . למרבה הצער, מחקרים עדכניים הצביעו על כך שרבים מכוכבי הלכת הללו עשויים להיות למעשה "עולמות מים", שבהם המים מהווים חלק ניכר ממסת כדור הארץ.
לקהילה המדעית נראה היה כי הדבר מעיד כי עולמות אלה אינם יכולים להישאר ראויים למגורים במשך זמן רב מכיוון שהם לא יוכלו לתמוך במחזור של מינרלים וגזים השומר על האקלים יציב על כדור הארץ. עם זאת, על פי מחקר חדש שנערך על ידי צוות חוקרים מאוניברסיטת שיקגו ואוניברסיטת מדינת פנסילבניה, "עולמות המים" הללו יכולים להיות בעלי חיים רבים יותר ממה שאנחנו חושבים.
המחקר שלהם, שכותרתו "יכולת הרוח של עולמי מים מחוץ לשטח", הופיע לאחרונה ב כתב העת האסטרופיזי. המחקר נערך על ידי אדווין ס. קייט, פרופסור עוזר במחלקה למדעים גאופיזיים באוניברסיטת שיקגו; ואריק ב 'פורד, פרופסור במרכז האוניברסיטאות בפנסילבניה של מדינות אקסופלאנטים ועולמות בעלי חיים, המכון למדעי הסייבר והמרכז לחקר האסטרוביולוגיה של פנסילבניה.
לצורך המחקר שלהם, עפיפון ופורד בנו דגמים לכוכבי לכת סלעיים שהכילו פעמים רבות את כדור הארץ, תוך התחשבות באיך התפתחות הטמפרטורה והכימיה של האוקיאנוס לאורך תקופה של מיליארד מיליארד דולר. מטרתו זו הייתה לטפל בכמה הנחות ארוכות טווח כשמדובר בהרגליות הפלנטרית. הבולט שבהם הוא שכוכבי לכת צריכים להיות בעלי תנאים דומים לכדור הארץ כדי לתמוך בחיים לאורך תקופות זמן ארוכות.
לדוגמה, כדור הארץ הצליח לשמור על טמפרטורות יציבות לאורך טווחי זמן ארוכים על ידי הוצאת גזי חממה למינרלים (מה שמוביל לקירור עולמי) ולהתחמם על ידי שחרור גזי חממה דרך הרי געש. תהליך כזה לא יתכן בעולמות מים, כאשר כל פני השטח (ואפילו חלקיק מסה משמעותי) של כדור הארץ מורכבים ממים.
בעולמות אלה מים ימנעו את ספיגת הפחמן הדו-חמצני על ידי סלעים ומדכאים את הפעילות הוולקנית. כדי לטפל בכך, עפיפון ופורד הקימו הדמיה עם אלפי כוכבי לכת שנוצרו באופן אקראי ומעקב אחר התפתחות האקלים שלהם לאורך זמן. מה שהם מצאו הוא שעולמות מים עדיין יוכלו לשמור על שיווי משקל בטמפרטורה במשך מיליארדי שנים. כפי שהסביר עפיפון בהודעה לעיתונות של UChicago חדשות לאחרונה:
"זה באמת דוחף לאחור את הרעיון שאתה זקוק לשיבוט כדור הארץ - כלומר כוכב לכת עם קצת אדמה ואוקיאנוס רדוד ... ההפתעה הייתה שרבים מהם נשארים יציבים יותר ממיליארד שנים, רק בגלל המזל. הניחוש הטוב ביותר שלנו הוא שזה בסדר גודל של 10 אחוז מהם. "
עבור כוכבי לכת אלה, שנמצאים במרחק הנכון בדיוק מכוכביהם, ההדמיות הצביעו על כך שיש כמות נכונה של פחמן. ובעוד שלא היו להם מספיק מינרלים ואלמנטים מהקרום שהומס באוקיינוסים כדי לשלוף פחמן מהאטמוספירה, היו להם מספיק מים כדי למחזור פחמן בין האטמוספירה לאוקיאנוס. תהליך זה הספיק ככל הנראה בכדי לשמור על האקלים יציב לאורך כמה מיליארדי שנים.
"כמה זמן יש לפלנטה תלוי בעיקרון בפחמן דו חמצני ואיך הוא מחולק בין האוקיאנוס, האטמוספרה והסלעים בשנותיו הראשונות," אמר עפיפון. "נראה כי יש דרך לשמור על כדור הארץ לטווח הארוך ללא רכיבה על אופניים גיאוכימיים שאנו רואים על כדור הארץ."
ההדמיות התבססו על כוכבי לכת המקיפים כוכבים כמו שלנו - כוכבים מסוג G (גמד צהוב) - אך התוצאות היו אופטימיות גם לכוכבים מסוג M (גמד אדום). בשנים האחרונות קבעו אסטרונומים כי מערכות אלה מבטיחות לטפח חיים בגלל אריכות החיים הטבעית שלהן וכיצד הן מבהירות לאט יותר עם הזמן - מה שמאפשר לחיים הרבה יותר זמן להתעורר.
בעוד שגמדים אדומים ידועים גם כמשתנים ובלתי יציבים בהשוואה לשמש שלנו, וכתוצאה מכך התלקחויות רבות שיכולות להפיג את האטמוספרה של כוכב לכת, הרי העובדה שעולם אוקיינוס מסוגל לרכוב מספיק פחמן בכדי לשמור על האטמוספרה בטמפרטורה קבועה היא מעודד. בהנחה שלחלק מהפלנטות המסתובבות בגמדים אדומים יש מגנטוספרה מגנה, גם הן יוכלו לשמור על תנאי נושא חיים לאורך תקופות ארוכות.
בשנים האחרונות מרחב התגליות האקסופלאטיות גרם למוקד מחקרי האקסופלאנט לעבור מגילוי לאפיון. זה בתורו גרם למדענים להתחיל להעלות השערות לגבי סוגי התנאים שבהם החיים עלולים להתעורר ולשגשג. בעוד שגישת "הפירות הנמוכים לתליה" היא עדיין האמצעי העיקרי המשמש את המדענים למציאת כוכבי לכת שעלולים להיות ראויים למגורים - שם מדענים מחפשים כוכבי לכת שיש להם תנאים דומים לכדור הארץ, ברור כי קיימות אפשרויות אחרות.
בשנים הבאות, עם פריסת טלסקופים מבוססי חלל כמו טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST) וטלסקופים מבוססי קרקע כמו טלסקופ השלושים מטר, הטלסקופ הגדול במיוחד וטלסקופ הענק מגלן, אסטרונומים יוכלו לאפיין את אטמוספרות השטחים ולקבוע אם הם אכן עולמות מים או כוכבי לכת עם קרום יבשתי (כמו כדור הארץ ).
אותם טלסקופים יאפשרו גם לאסטרונומים לחפש חתימות ביולוגיות באטמוספרות אלה, מה שלא יעזור רק לקבוע אם הם "בעלי חיים פוטנציאליים", אלא "מיושבים באופן פוטנציאלי".
