A szuper lakható vagy szuper lakható bolygó, vagy tágabb értelemben egy szuper lakható világ , olyan bolygó vagy hold , amely megfelelőbb feltételeket kínál az élet megjelenéséhez és fejlődéséhez , mint a Föld . Ez a tárgyosztály jelenleg hipotetikus .
Az elmúlt években sok szakértő kritizálta az antropocentrizmust a földönkívüli élet keresése során . E kritikusok szerint a Föld különféle szempontok szerint nem képviseli a bolygó élhetőségének optimáját , például a csillag típusa körül, amely körül forog, a teljes terület, az óceánok által lefedett arány és ezek átlagos mélysége, a víz intenzitása . a mágneses mező , a geológiai aktivitás , a felületi hőmérséklet , stb Az Univerzumban lehetnek olyan bolygók vagy holdak , amelyek jobb feltételeket kínálnak, lehetővé téve az élet megjelenését korábban és hosszabb ideig, mint a Földön. Három tudós javasolja az életünknél kedvezőbb exobolygók felkutatását, mint a miénk. Szerintük egészen releváns azt a kérdést feltenni, hogy léteznek-e "élhető" világok, még akkor is, ha ez a kutatás összetett. Az eddig felfedezett több mint 4000 exobolygó közül számos lakhatónak bizonyult, bár ez a kifejezés kissé kétértelmű. Ez nem azt a bolygót jelöli, ahová az ember leszállhat és elkezdhetne megtelepedni, hanem egy sziklás világ, amely a csillag körüli jobb orbitális régióban helyezkedik el, ahol a hőmérséklet kellően mérsékeltnek bizonyul ahhoz, hogy a felszínén folyékony víz fagyás vagy forralás nélkül létezhessen. . Ha a Föld nyilvánvalóan teljesíti ezeket a feltételeket, akkor ez a Mars esetét is jelenti , amely azonban korántsem olyan vendégszerető, mint az utóbbi. Ezek közül a felfedezett bolygók közül 24 jobban segítheti az életet, mint a Föld, és ezért szuper-lakható.
René Heller és John Armstrong által az Astrobiology (en) folyóiratban 2014 januárjában közzétett, Szuperlakható világok című részletes jelentés számos, az előző években végzett tanulmányt gyűjt össze és elemez a szuperlakható bolygók profilozásának kritériumairól. Figyelembe veszi az olyan paramétereket, mint a csillag típusa , tömege és elhelyezkedése a bolygórendszerben , és a szerzők arra a következtetésre jutnak, hogy ez a bolygótípus sokkal gyakoribb lehet, mint a Föld-szerű bolygók . 2016 elején még egyetlen bolygót sem azonosítottak lakhatónak. A légkör összetétele és a Kepler-442 b tömege azonban arra utal, hogy ebbe a kategóriába eshet.
A csillagok lakható zóna az a terület körül csillag , amelyben a bolygók jelen lehet folyékony víz a felszínén, ha az egyéb feltételek erre teljesülnek. A folyékony vizet az élet legfontosabb elemének tekintik , nagyrészt az oldószer szerepének köszönhetően, amelyet a Földön játszik . Ahhoz, hogy egy bolygó felületén folyékony víz legyen, a csillagtól való távolságának lehetővé kell tennie, hogy a felszíni hőmérséklete 0 és 100 ° C között legyen, és elegendő tömegű legyen a légkör és a víz megtartásához . Ez a lakható zóna a csillag típusától függ: minél forróbb a csillag, annál távolabbi az úgynevezett lakható zóna. Ráadásul a csillagok az életkor előrehaladtával egyre fényesebbek lesznek , és egyre tovább tolják a területet. A Naprendszerben a lakható zóna becslése szerint 0,95 és 1,5 csillagászati egység között van .
A lakóterületen kívül elhelyezkedő tárgy ennek ellenére folyékony vizet szállíthat a felszíne alá, ezért potenciálisan elősegítheti az életformák fejlődését . Úgy gondolják, hogy ez elsősorban olyan tárgyakra vonatkozhat, mint Ganymede , Ceres vagy Enceladus, és árapály hatására felmelegített exolunusok .
A legtöbb asztrofizikus arra összpontosítja erőfeszítéseit, hogy megtalálja a csillagok körüli lakható zónában található világokat . De Ward és társszerzője úgy véli, hogy a bolygó helye a galaxisban is fontos. Ezért határozták meg a "lakható galaktikus zónát", a galaxis belsejében lévő területet, amely nincs se túl közel, se nem messze. Ez az a terület, amelyet galaxisunkban Goldilocks ( " Goldilocks " ) neveznek . Megállapították az úgynevezett lakható galaktikus zóna jellemző tényezőit .
A Föld Tejútrendszerben elfoglalt helyzetét figyelembe vették. Távol van a halálos neutroncsillagoktól , a fekete lyukaktól és a katasztrofális gammasugaraktól . Ezek a jellemzők magukban foglalják a bolygóhoz közeli csillagok számát és a mikrobiális élet elrejtésének esélyét . Még azt is becsülték, hogy a bolygók milyen gyakran láthatták kihalt életüket . Például maga a Föld éjszakai ionoszféráját gerjesztette, mint 1998-ban, mint a nappali rész. Egy " magnetarnak " nevezett nagy sűrűségű csillag elutasította a gammasugarat, és két tizedmásodperc alatt annyi energiát szabadított fel, mint a A Sun a következő 100 000 évben kibocsát belőle. Szerencsére ez a magnetár 20 000 fényévnyire volt a Földtől; de sokkal közelebbről ez a gammasugár katasztrófa lett volna a kitett féltekén .
Egy bolygó, amelynek térfogata nagyobb, mint a Föld, vagy amelynek domborműve nagyobb, folyékony vízzel borított felületet kínál, vendégszeretőbb lehet, mint a Föld. Minél masszívabb egy égitest, annál erősebb a gravitációs vonzereje, ami vastagabb légkörhöz vezethet.
Egyes vizsgálatok azt mutatják, hogy van egy természetes határa 1,6 , amely alatt szinte az összes bolygó a földi , főleg keverékéből szikla - vas - víz . Általánosságban elmondható, hogy a 6-nál kisebb tömegű tárgyak összetétele nagy valószínűséggel hasonló a Földéhez. Ezen határ felett meghaladja a bolygók sűrűségét, a bolygó bolygó-óceán lesz , majd gázóriás . A szuperföld nagy tömege megakadályozná a lemezes tektonikát. Tehát bármely, a Földhöz hasonló sűrűségű, 1,6-nál kisebb sugarú bolygó alkalmas lehet az életre. Más tanulmányok azonban azt mutatják, hogy a vízi világ átmenetet jelent a mini-Neptunusz és a földi bolygó között, különösen, ha vörös törpék vagy narancssárga törpék körül keringenek . Heller és Armstrong azt állítja, hogy bár a teljesen vízzel borított bolygók lakhatóak lehetnek, az átlagos vízmélység és a föld hiánya nem teheti őket szuper-lakhatóvá. Földtani szempontból a bolygó optimális tömege körülbelül 2 .
Az óceánok átlagos mélysége a bolygó lakhatóságát is befolyásolja . A kapott fény- és hőmennyiséget figyelembe véve a sekély tengeri területek általában alkalmasabbak a vízi fajok számára; ezért valószínű, hogy a sekély átlagos mélységű exobolygók jobban alkalmazkodnak az élethez. Minél nagyobb a bolygó, annál erősebb a gravitációja és annál sekélyebb a medencéje; ezért örömmel fogadják az életet.
A tektonikus lemezeknek , valamint a nagy víztestek jelenlétének a bolygón állandó szén-dioxid- szintet (CO 2) kell fenntartaniuk) levegőben. Úgy tűnik, hogy ez a folyamat gyakori a geológiailag aktív földtípusú bolygókon, megfelelő forgási sebességgel. A masszívabb bolygótesteknél hosszabb ideig tart a belső hő előállítása, ami a tektonika elengedhetetlen tényezője. A túlzott tömeg azonban a lemezek tektonikáját is lelassíthatja a fokozott köpenynyomás és viszkozitás miatt, ami megakadályozná a litoszféra csúszását . A vizsgálatok azt sugallják, hogy a lemezes tektonika 1 és 5 közötti tömegű testeken, optimális körülbelül 2 tömegű testeken mehet végbe .
Ha a geológiai aktivitás nem elég erős ahhoz, hogy elegendő mennyiségű üvegházhatást okozó gáz képződjön , így a bolygó globális hőmérséklete a víz fagypontja fölé emelkedhet, a bolygó állandó jégkorszakot tapasztalhat , hacsak a folyamatot nem intenzív ellensúlyozza. belső hőforrás, például árapály hatás , vagy csillag besugárzás útján.
Megfelelően erős magnetoszféra jelenléte egy hold vagy egy bolygó körül megakadályozza, hogy a felszínt kitegye a napszélnek és az erős kozmikus sugárzásnak , ami káros lehet az élet fejlődésére. Ez a magnetoszféra lehet belső vagy külső (például abban az esetben, ha a Hold körül kering egy magnetoszférájú óriás bolygó körül ). Belső magnetoszféra esetén a figyelembe vett test tömege befolyásolja a mágneses tér intenzitását és tartósságát a magnetoszféra eredeténél, és ezáltal annak megszokhatóságához.
A túl lassan vagy akár szinkron módon forgó testeknek csak gyenge a magnetoszférája, ami légkörük egy részének, különösen hidrogénjének atmoszférikus menekülését okozza .
A Föld életének optimális hőmérséklete nem ismert, de úgy tűnik, hogy a biológiai sokféleség gazdagabb volt a melegebb időszakokban. Ezért lehetséges, hogy a Földénél valamivel magasabb átlagos hőmérsékletű exobolygók alkalmasabbak az életre . A hőszabályozás hatása a nagy óceánok bolygó található a lakható zónában tudta fenntartani a mérsékelt hőmérséklet-tartományban. Ebben az esetben a sivatagok korlátozott területűek maradnának, és gazdag élőhelyeket rejthetnének el határaikon.
Tanulmányok szerint a Föld már a Naprendszer lakható zónájának belső pereme közelében van ; ha közelebb van a csillagához, hosszú távon hátrányosan befolyásolhatja a lakhatóságot, mivel a csillagok fényessége a fő szekvenciában az idő múlásával folyamatosan növekszik, kifelé tolva a lakható zónát. Ezért a „szuperlakható” exobolygók várhatóan melegebbek lesznek, mint a Föld, miközben a Földnél messzebb keringenek, és közelebb vannak a lakható zóna közepéhez; ez sűrűbb atmoszférával vagy nagyobb üvegházhatású gázok koncentrációval lehetséges .
A csillag típusa nagymértékben meghatározza a csillagrendszer jellemzőit. A legnagyobb tömegű csillagok, O, B és A, nagyon rövid életciklussal rendelkeznek, és gyorsan elhagyják a fő szekvenciát . Ezen túlmenően, az O típusú és B csillagok termelnek egy fotó-bepárlási hatás megakadályozza a akkréciós a bolygó .
Ezzel szemben az univerzumban messze a legelterjedtebb, az M és K típusú kevésbé masszív csillagok is azok, amelyek a leghosszabb ideig tartanak; életfenntartó potenciáljukat még vizsgálják. Alacsony fényük csökkenti a lakóterület méretét , amely ki van téve az ultraibolya sugárzás kitörésének, amely gyakran előfordul, különösen fennállása első milliárd éve alatt. Ha a bolygó túl közel van, ez szinkron forgást okozhat , ami így mindig ugyanazt a félgömböt mutatja be a csillagnak. Még akkor is, ha egy ilyen vörös törpe rendszerben lehetséges lenne az élet , valószínűtlen, hogy egy ilyen bolygót szuperlakhatónak tartanának.
Ezen a két szélsőségen túl a K-típusú csillaggal ellátott rendszerek biztosítják az élet számára a legjobb lakóterületet . A narancssárga törpének vagy a K típusú csillagnak lehetővé kell tennie a bolygók kialakulását körülöttük; sokáig tartanak, és stabil lakható zónát tudnak biztosítani, elég messze ahhoz, hogy a csillag túlzott közelsége ne érintse hátrányosan. Ezen túlmenően a K-típusú csillag által termelt sugárzás elég nagy ahhoz, hogy komplex életformát biztosítson védő légkör vagy ózonréteg nélkül . Ők is a legstabilabbak, és lakóterületük az evolúciójukkal nem sokban változik. Ezért a földi típushoz hasonló bolygóról van szó, amely egy K-típusú csillag közelében helyezkedik el, amely szinte minden esetben lakható zónát kínál.
A Ritkaföld hipotézis szerint a bolygónak nagy műholdra van szüksége, amely biztosítja a bolygó tengelyének stabilitását. De ezt az elméletet kritizálják, és a legújabb kutatások (2009 és 2011) azt sugallják, hogy az ilyen tárgyak hiánya előnyösebb. A Föld pályájának stabilitása fékezheti a biológiai evolúciót . A kissé magasabb orbitális excentrikájú bolygók szezonálisan lakható régiókkal rendelkezhetnek, vagy árapály melegek lehetnek . Elképzelhető tehát egy szuperlakható bolygó, amely idővel enyhe pályapálya-változáson megy keresztül.
Nem lehet azt mondani, hogy a jelenlegi földi légkör optimális összetételű lenne az élet számára. A karbon alatt a légköri oxigén O 2 maximális szintjeeredetileg 35 térfogatszázalékban értékelték, ami egybeesett a magas biodiverzitás időszakával . Tehát feltételezve, hogy jelentős mennyiségű oxigén jelenléte a légkörben elengedhetetlen a komplex életformák kialakulásához, úgy tűnik, hogy az oxigén százalékos aránya a légkörben korlátozza a bolygó maximális méretét, hogy optimális felülélhetőséggel és bőséges biodiverzitással rendelkezzen .
A teljesen anaerob, többsejtű organizmusok létezésétől függetlenül , és figyelembe véve, hogy jelentős mennyiségű oxigén jelenléte a légkörben elengedhetetlen a komplex életformák kialakulásához, az oxigén légköri részaránya korlátozni látszik az élet maximális méretét forma - a magas koncentráció lehetővé tenné az állatok nagy változatosságát - és befolyásolja az anyagcsere-hálózatok mértékét .
A Föld atmoszférájánál kevésbé sűrű atmoszféra kevesebb védelmet nyújtana a nagy energiájú kozmikus sugárzás ellen , magas hőmérsékleti amplitúdót eredményezne éjjel és nappal, valamint jelentős termikus különbségeket okozna az egyenlítői és a sarki zónák között, valamint a csapadék rossz eloszlását is eredményezné. A sűrűbb légkör kedvezőbb lenne az élet számára. Mivel a Földnél nagyobb tömegű bolygóknak nagyobb légköri sűrűséggel kell rendelkezniük, ez megerősíti azt az elképzelést, hogy a szuperföldek szuper-lakhatósági körülményeket mutathatnak.
Az ókori csillagrendszerek fémessége alacsonyabb, ami megnehezíti a bolygók kialakulását. Azonban a szárazföldi bolygók alacsony fémtartalmú csillagok körül képződhetnek. Ma már úgy gondolják, hogy a Föld első tömeges tárgyai a 7 és 12 milliárd éves univerzumban jelentek meg.
Biológiai szempontból a Földnél öregebb bolygók biológiai sokfélesége nagyobb lehet, mivel az őshonos fajoknak több ideje lett volna fejlődni, és végül javítani tudták utódaik környezeti viszonyait. Ezek a kedvezőbb környezeti feltételek szuperlakhatóvá tehetik a bolygót.
A bolygórendszer csillagszerű lakható zónája az idő múlásával távolodik el a csillagtól, mivel fényereje növekszik. A Napnál kevésbé masszív csillagok hosszabb ideig maradnak a fő sorozatban, és fejlődésük lassabb. Ezért egy narancssárga törpe körüli lakható bolygó hosszabb ideig fenntarthatja a lakható körülményeket, mint a Föld. Így a világegyetem korához közeli narancssárga törpék körül keringő bolygók jobb bölcsőt nyújthatnak az élet számára.
Heller és Armstrong becslései szerint a "szuper-lakható" típusú bolygók száma meghaladhatja a földi típusú bolygók számát .