Lakhatók-e a terminátorzónák?

A kötött tengelyforgású bolygók is alkalmasak az életre?

Az általunk ismert élet szempontjából fontos a folyékony halmazállapotú víz megléte, mivel ez az az egyetemes oldószer, melyben végbemennek az élőlények életműködéséhez szükséges biokémiai reakciók. Így a Föld típusú exobolygók közül is mindeddig csak azok az égitestek jöhettek számításba az élet hordozóiként, melyek tengerekkel, óceánokkal rendelkezhetnek. De akadnak-e olyan planéták, melyeket korábban alkalmatlanoknak véltek az életre, ám mégis lakhatók?

Az eddig felfedezett Naprendszeren kívüli bolygók – mind a gázóriások, mind a kőzetbolygók – között elég gyakoriak a kötött tengelyforgású égitestek, melyek jellemzően a csillagok 70 százalékát kitevő vörös törpék körül keringenek, s mivel mindig ugyanazt a féltekéjüket fordítják napjuk felé, ezért az anyacsillaguk felé forduló oldalukon állandó nappal, míg az ellentétes oldalukon örökös éjszaka uralkodik. Így ha a kötött tengelyforgású kőzetbolygók a lakhatósági zónában is keringenek, a nappali féltekéjükön a hatalmas hőség, az éjszakain pedig a roppant hideg miatt nem létezhet folyékony halmazállapotú víz, ennek következtében pedig élet sem. Az irvine-i Kaliforniai Egyetem Ana Lobo által vezetett asztrofizikus kutatócsapata viszont modellszámításaik alapján felállított egy új elméletet, mely szerint a nappali és az éjszakai oldal között húzódó ún. terminátorzónában – ahol sem túl magas, sem túl alacsony hőmérsékleti viszonyok nem uralkodnak – mégis adottak lehetnek az életfeltételek. Ám a tenger-szárazföld arány is fontos. A kutatók szerint, ha ezeknek a planétáknak a felszínét kezdetben nagyrészt tengerek, óceánok borították volna, akkor a kötött tengelyforgás kialakulása után a nappali oldalon a nagy kiterjedésű állóvizek elpárologtak volna, s jelenleg vastag vízgőzburok takarná be a bolygókat. Ám ha döntő mértékben szárazföldek találhatók rajtuk, akkor ez a páraburok nem alakult ki, a nappali oldal csontszáraz, az éjszakai oldalon jég található, a terminátorzónában viszont kisebb-nagyobb tavak, illetve vízfolyások létezhetnek, melyek otthont adhatnak az idegen létformáknak. Tehát a földön kívüli élet keresése során nemcsak óceánokkal rendelkező égitesteket, hanem nagyrészt szárazföldek által uralt kötött tengelyforgású planétákat is érdemes kutatni. Ám mivel az idegen létformákra utaló jelek talán csak e bolygók légkörének meghatározott részein mutathatók ki, a csillagászoknak új módszereket kell kifejleszteniük ezek detektálására.

Most pedig vegyünk sorra néhány ígéretes kötött tengelyforgású planétát. Tőlünk 101,5 fényévre található a TOI–700 kódnevű vörös törpe, melynek tömege, valamint átmérője a Nap tömegének és átmérőjének kb. a 40 százalékát teszi ki, felszíni hőmérséklete pedig feleakkora, mint központi csillagunké. Körülötte három kötött tengelyforgású bolygó kering. A legbelső, a TOI–700 b jelzésű planéta kőzetbolygó, csaknem pontosan akkora, mint a Föld, ám túl közel található a csillagához (rajta egy év tíz napból áll), így alkalmatlan az életre. A középső bolygó, a TOI–700 c mérete a Föld és a Neptunusz mérete közé esik, valószínűleg gázbolygó, s 16 nap alatt tesz meg egy teljes keringést a vörös törpe körül. A legkülső, a TOI–700 d viszont kőzetbolygó, húsz százalékkal nagyobb, mint a Föld, 37 nap alatt kerüli meg a TOI–700-at, és mivel a lakhatósági zónában található, így terminátor zónájában akár élet is lehetséges, már ha légkörrel és – a nappali és az éjszakai oldal határán – álló-, illetve folyóvizekkel rendelkezik. Ám amennyiben légköre van – és ez igaz az összes kötött tengelyforgású planétára –, felhőzetei és szélrendszerei merőben eltérnek a földiekétől. Sokkal közelebb, az Alfa Centauri A, az Alfa Centauri B és a Proxima Centauri által alkotott szomszédos hármas csillagrendszerben is található egy kötött tengelyforgású, ám a lakhatósági zónában keringő bolygó, a tőlünk 4,2 fényévre lévő Proxima Centauri b. És ugyancsak ígéretes jelölt a német származású amerikai csillagász, Steven Vogt által felfedezett, húsz fényévre található Gliese 581 jelű vörös törpe körül keringő, a csillag lakhatósági zónájában lévő Gliese 581 g kódnevű, kötött tengelyforgású bolygó, melyet a gáláns tudós felesége után Zarminának nevezett el, s leírta, milyen környezeti viszonyok uralkodhatnak rajta. Mivel nagyobb, mint a Föld, így 20–50 százalékkal nagyobb tömegvonzással rendelkezik, mint saját planétánk, ám ha nehézkesebben is, de mozogni tudnánk rajta. Valószínűleg elég vastag légköre van, így szélrendszerrel rendelkezik. A nappali féltekén kb. 50-60 km/h-s, míg az éjszakai féltekén 10 km/h-s szelek fújhatnak, s mivel az atmoszféra magasabb rétegeiben forró levegő áramolhat a nappali oldalról az éjszakaira, ami valamelyest csökkenti a két félteke közti hőmérséklet-különbségeket, a nappalin +70, az éjszakain -30 Celsius-fokos hőmérséklet uralkodik, a terminátorzónában pedig – ahol az anyacsillag állandóan a horizonton ül – egyenlítői éghajlat lehetséges.

Ugyanakkor a Washingtoni Egyetem kutatói, Eric Agol és munkatársai három, kötött tengelyforgású forró Jupitert vizsgálva kiderítették, hogy a feltételezésekkel szemben nincs jelentős különbség a nappali és az éjszakai oldaluk hőmérséklete között, ami arra utal, hogy akár 14 500 km/h-s, szuperszonikus szelek fújnak légkörükben a napsütötte féltekéről a sötétre. S jó kérdés, hogy kötött tengelyforgású kőzetbolygók esetében is kialakulhatnak-e hasonló körülmények, s milyen hatással lehetnek az ottani esetleges életre.

Lajos Mihály