O simulare completă a Pământului, creată pentru a ajuta la căutarea vieții pe alte planete
Cercetătorii de la Universitatea din Washington au construit un model virtual complex al Pământului, cu o modificare esențială: planeta simulată nu adăpostește nicio formă de viață. Scopul acestui instrument este de a oferi o referință științifică pentru a distinge între planetele care ar putea fi locuibile și cele care sunt efectiv locuite.
Studiul, publicat pe 18 septembrie în The Planetary Science Journal, a simulat sistemele geochimice ale Pământului pe o perioadă de cinci miliarde de ani, de la formarea planetei acum 4,5 miliarde de ani până la aproximativ 500 de milioane de ani în viitor. Modelul a urmărit schimbul de substanțe chimice între nucleu, manta, scoarță, suprafață și atmosferă de-a lungul timpului și a reușit să reproducă cu acuratețe 19 proprietăți planetare, precum fluxul de căldură prin manta, fără a include influența vieții asupra acestor sisteme.
De ce este importantă o planetă fără viață
Până în prezent, astronomii au catalogat peste 6.000 de planete din afara sistemului solar și analizează atmosferele celor mai promițătoare dintre ele în căutarea unor substanțe chimice care ar putea fi produse secundare ale vieții. Sunt vizate în special atmosferele asemănătoare celei a Pământului, care rețin suficientă căldură pentru a menține apă lichidă la suprafață — considerat factorul cheie pentru susținerea vieții așa cum o cunoaștem.
Problema este că și procesele nebiologice pot modela o atmosferă. Căldura și gazele provenite din interiorul planetei sau de la steaua gazdă influențează compoziția atmosferică, ceea ce face dificilă separarea cauzelor naturale de cele biologice. Pe Pământ, plantele și animalele eliberează constant oxigen și metan în atmosferă, iar cele două gaze se distrug reciproc atunci când se amestecă. Un astronom extraterestru care ar studia planeta noastră ar putea deduce astfel că ceva viu reface continuu rezervele ambelor gaze.
Un model care leagă atmosfera de interiorul planetei
Cercetarea, condusă de Samantha Gilbert-Janizek — care a realizat studiul în calitate de doctorand în astronomie la Universitatea din Washington și este acum cercetător postdoctoral la UC Riverside —, pornește de la un model dezvoltat în laboratorul lui Rory Barnes, profesor asociat de astronomie la Universitatea din Washington. Versiunile anterioare ale modelului simulau nucleul, manta, scoarța și radiația stelară, dar nu includeau suprafața și atmosfera.
Noul model completează această imagine, adăugând simularea suprafeței și a atmosferei, astfel încât să reflecte modul în care substanțele chimice circulă prin toate sistemele Pământului.
Rezultatul poate fi adaptat pentru a studia orice planetă stâncoasă din afara sistemului solar care prezintă interes pentru astrobiologi. Cercetătorii pot introduce datele de bază despre planeta respectivă și pot rula simularea pentru a verifica dacă modelul poate reproduce atmosfera observată fără intervenția vieții. Dacă rezultatul nu corespunde observațiilor, planeta devine și mai interesantă pentru cercetare.
„Acest model ne poate ajuta să vedem cum planetele locuibile, dar lipsite de viață, ar putea imita planetele locuite”, a explicat Gilbert-Janizek. „Când interpretăm observațiile unei atmosfere de exoplanetă, acest instrument ne va ajuta să determinăm probabilitatea ca ceea ce observăm să indice viață la suprafață.”
Implicații pentru viitoarele telescoape
Rory Barnes a subliniat că munca autoarei principale reprezintă un pas important spre înțelegerea locurilor unde viața poate exista în univers. „După mai bine de un deceniu de efort din partea multor oameni de știință, Gilbert-Janizek a finalizat în sfârșit un model al Pământului care reproduce simultan proprietățile nucleului, mantalei, suprafeței și atmosferei. Această calibrare ne dă încredere că simulările viitoare ale exoplanetelor vor fi precise”, a declarat el.
Potrivit cercetătoarei, modelul îmbunătățit poate contribui și la proiectarea viitoarelor telescoape destinate studierii planetelor îndepărtate, precum propusul Habitable Worlds Observatory. „Atingerea obiectivelor ambițioase ale unui telescop precum Habitable Worlds Observatory necesită decenii de muncă și efortul mai multor generații de oameni de știință”, a spus Gilbert-Janizek. „Sunt recunoscătoare că fac parte din această succesiune și că într-o zi voi putea da ștafeta generației următoare, pentru a continua să elucidăm întrebarea dacă suntem sau nu singuri în univers.”
