Lehet-e rajtuk élet?

A Naprendszeren kívüli planéták – az exobolygók – keresése közben különös világokra is bukkannak a kutatók, olyanokra, melyek merőben eltérnek a saját bolygórendszerünkben keringő égitestektől. Az előbbiek közé tartoznak például a „forró Jupiterek” és a „forró Neptunuszok”, azok a túlnyomórészt gázokból álló óriásbolygók, melyek mérete vagy a Jupiteréhez, vagy a jóval kisebb Neptunuszéhoz hasonló, ám nagyon közel keringenek központi csillagukhoz, sokuk közelebb, mint a Merkúr a Naphoz, így roppant légkörük több mint 1000 Celsius-fokosra hevül (ezért nevezzük őket forróknak). S ugyancsak egzotikus égitestek a Földtől méretesebb, de legfeljebb tíz földtömegnyi, esetleg szilárd felszínnel is rendelkező bolygók: a szuperföldek.

Hangsúlyozandó az „esetleg” kifejezés, mivel bár méretüket és tömegüket sikerült meghatározni, belső szerkezetükre vonatkozóan még csak számítógépes modellszámítások állnak a rendelkezésünkre. Ezek alapján felépítésük többféle lehet. Amennyiben anyaguk jelentős részét vas és többféle kőzet alkotja, akkor a Földhöz hasonlóan magból, köpenyből és kéregből állnak, s Naprendszerünk kőzetbolygóinak felnagyított változatai. Ha a lakhatósági zónában keringenek – akkora távolságra központi csillaguktól, hogy felszínükről a víz el sem párolog teljesen, de meg sem fagy az egésze, hanem folyékony halmazállapotban is előfordul – nem elképzelhetetlen, hogy életet hordozhatnak, s akár bonyolultabb szervezetű élőlények is élhetnek rajtuk. Ám ebben az esetben – az égitestek nagy tömegéből fakadó erős gravitáció következtében – a növények sem nőhetnek magasra, az állatok pedig a felszínhez lapult, vaskos, rövid végtagokkal rendelkező, zömök élőlények lehetnek.
Fontos kérdés, hogy működik-e ezeken a szuperföldeken a lemeztektonika, mely fontos tényező az anyagok körforgása szempontjából. Például a Földön a szén jelentős részét – szén-dioxid formájában – elnyelik a növények, így a plankton is. Majd az elpusztult plankton lesüllyed az óceán fenekére, s amint az óceáni tábla egy kontinentális lemez vagy egy másik óceáni tábla alá bukik, a földköpenybe süllyedő lemez megolvadása következtében a szén-dioxid egy része kiszabadul, az alábukásos zónákban gyakori vulkáni tevékenység következtében pedig, a tűzhányókitörések következtében ismét a levegőbe kerül, melyet azután ismét belélegezik a növények, így a plankton is. Így egyensúlyban marad a légkörben lévő szén-dioxid mennyisége, ami szükséges a normális szintű üvegházhatáshoz.
Egyes számítások szerint e szuperföldek – nagy tömegük miatt – bőséges mennyiségben tartják meg belső hőjüket, mely hatékonyan elősegíti a köpenyben folyó anyagáramlatokat, melyek hátukon szállítják a kőzetlemezeket, így jól működik a lemeztektonika. Egy másik számítógépes modell szerint viszont az erős gravitáció miatt megvastagodik a szilárd kőzetburok, ami ellehetetleníti a táblamozgásokat.
A számítógépes modellek az ún. óceánbolygók meglétét sem zárják ki, melyeknek kifejezetten magas a víztartalmuk, víz boríthatja őket, ha viszont távol keringenek központi csillaguktól, ez az egész hatalmas vízréteg fagyott vagy részben fagyott állapotban leledzik.
Külön kategóriát alkothatnak a napjukhoz közel keringő szuperföldek. Például a 7,5 földtömegnyi Gliese 876d jelű égitest mindössze két földi nap alatt megkerüli központi csillagát, így légkörében 700-800 Celsius-fokos hőség uralkodik. A Földtől 4,9-szer nagyobb tömegű CoRoT-7b kódnevű planéta pedig mindössze 0,85 földi nap alatt körbejárja a napját, s légköre 1800-2600 Celsius-fokra hevült fel. Az utóbbi planétákat akár „forró szuperföldeknek” is nevezhetnénk, s igazán extrém körülmények uralkodhatnak rajtuk. Felszínük is roppant forró, s több fém, például magnézium vagy vas is párolog ki a légkörbe, mint gáz. Atmoszférájukban fémes gázok kavarognak, melyekből a fém a viszonylag „hűvös” helyeken kicsapódik, tehát fémeső, például vaseső esik… Itt természetesen elképzelhetetlen az élet…
Az Osztrák Tudományos Akadémia Világűr-kutatási Intézetében dolgozó Helmuth Lammer és kutatócsoportja vizsgálatai szerint pedig még a lakhatósági zónában való keringés sem garantálja az életnek kedvező feltételeket. Az ebben a zónában keringő Kepler-62e és a Kepler-62f szuperföld vizsgálata során arra a következtetésre jutottak, hogy a planéták százszor, vagy akár ezerszer több hidrogént fogtak be légkörükbe, mint amennyi hidrogént a földi óceánok tartalmaznak, s ebből a hatalmas gáztömegből csak pár százaléknyit veszítettek el eddigi „életük” során. A bolygók nagyobb tömege ugyanis erősebb gravitációt szül, mely nem engedi elszökni a töméntelen hidrogént és héliumot. Légkörük így nagyon vastag, mely akkora felszíni nyomást fejt ki, hogy az lehetetlenné teszi az életet. A kutatócsoport más szuperföldeket is megvizsgált, s az általuk készített számítógépes modell szerint a szuperföldek általában véve sem tudnak megszabadulni ettől a túlságosan vastag légkörtől, így élettelen világok…
A végső szót viszont csak akkor mondhatjuk ki a szuperföldek „életrevalóságáról”, ha még pontosabb műszerekkel még több kutatási anyagot gyűjtenek össze róluk.

Lajos Mihály