Kolikor vemo, nezemeljsko življenje potrebuje kamnite planete, da živi. Najzgodnejši takšni planeti so bili morda polni ogljika, zgodnje življenjske oblike pa so se pojavljale na svetovih s plastmi diamanta pod skorjami in površinsko kamninami iz črnega premoga.
Nedavna študija Natalie Mashian in Avi Loeb iz Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziko je preučila nastanek planetov okoli zvezd, ki so povezane s kovinskimi kovinami (CEMP). Te vrste zvezd so se verjetno oblikovale v zgodnjem vesolju, takoj po tem, ko so prve generacije množičnih zvezd zažgale svoje jedrsko gorivo in eksplodirale kot supernove. Če obstajajo planeti okoli takšnih zvezd, to pomeni, da bi se življenje lahko pojavilo v vesolju v nekaj sto milijonih let od velikega poka, pred 13, 8 milijarde let. Prejšnje študije so pokazale, da bi lahko trajalo dlje; najstarejši eksoplanet sistem še odkril, Kepler 444, obdaja zvezda, stara približno 11, 2 milijarde let.
Elementi, kot sta železo in silicij, so ponavadi pomembni za izdelavo planetov, saj tvorijo zrna prahu, okoli katerih se lahko gravitacijsko tvorijo večja telesa. Celo plinski velikani, bogati z vodikom, kot je Jupiter, so začeli iz takega "semena". Vendar pa CEMP nimajo toliko težkih elementov, kot je železo kot naše Sonce, le sto tisočakov toliko, kar nekaj govori, saj je Sonce le 0, 003 odstotka železa. Če se torej CEMP tvorijo predvsem iz oblakov plina in prahu ogljika, kisika in dušika, je eno vprašanje, ali bi se lahko oblikovali planeti, kot je Zemlja, s trdnimi površinami.
Mashian in Loeb nakazujeta, da se planeti lahko dejansko pojavijo v takšni meglici in zato okoli CEMP. Astronomi jih bodo morda našli z najnovejšimi vesoljskimi teleskopi in prihodnjimi instrumenti, kot je vesoljski teleskop James Webb, ko pridejo na vrsto. "Metode so enake [kot pri prejšnjih misijah na eksoplanetih], " je Loeb povedal za Smithsonian.com. "Iskali bi planete, ki prečkajo njihove zvezde."
Mashian in Loeb sta v svoji študiji modelirala oddaljenost od CEMP-jev, ki bi jih planeti tvorili, in kako velika so verjetno. Takšni planeti bi imeli malo železa in silicija, elementov, ki sestavljajo velik del Zemlje. Namesto tega bi bili bogatejši z ogljikom. Ugotovili so, da je največja velikost približno 4, 3-krat večja od polmera Zemlje. Karbonski planet bi, kot kaže študija, omogočil, da se na površini tvori veliko molekul ogljikovodikov, pod pogojem, da temperatura ni previsoka. In vsak planet z maso manj kot približno 10-krat večjo od Zemlje bi pokazal veliko ogljikovega monoksida in metana v svojem ozračju, pravi študija.
V meglici, ki je bogata s svetlejšimi elementi, je dodal, da je verjetno tudi voda, še ena ključna sestavina biosfere. "Tudi pri nizki ravni kisika se vodik kombinira z njim in naredi vodo, " je dejal. Torej bo ogljikov planet lahko imel vodo. Loeb je v izjavi dejal, da je življenje samo na ogljiku, kar je dobro za videz živih bitij.
CEMP so tako težji v težjih elementih, ker so bili zgrajeni iz ostankov prvih zvezd, ki so se pojavile v vesolju - behemoti s sto krat večjo maso sonca. Masivno zvezdno jedro je kot čebula. Najtežji elementi, ki jih ustvarja jedrska fuzija, so proti sredini - železo, magnezij in silicij so v najbolj notranjih plasteh, ogljik, kisik in nekaj preostalega helija in vodika pa v zunanjih. Loeb je dejal, da bo velik del materiala v notranjih plasteh - tisti težji elementi - padel nazaj v črno luknjo, ki nastane, ko zvezda postane supernova. Medtem bodo lažji elementi izvrženi v vesolje, da bodo tvorili nove zvezde. Te zvezde, ki bi se tvorile iz plinov, ki so ostali od prve, bi bile kovine, kot je železo, vendar ogljikove bogate - CEMP.
Šele kasneje, ko se manj masivne zvezde starajo in eksplodirajo kot supernove, se težje kovine lahko izležejo. Zvezda pod 25 sončnih mas se bo zrušila v nevtronsko zvezdo ali se končala kot beli škrat. Za razliko od črnih lukenj nevtronske zvezde in beli palčki nimajo hitrosti bega hitreje od svetlobe, zato eksplozija supernove veliko bolj verjetno širi železo iz zvezdinega jedra. Zato imajo zvezde, kot je sonce, toliko železa kot oni in zakaj ima Zemlja še težje elemente.
Ali imajo takšni planeti življenje ali ne, je še vedno odprto vprašanje. Sama študija se bolj ukvarja z oblikovanjem planetov, kar je bistven korak za življenje. "Moj podiplomski študent [Mashian] je konzervativen, " je zavpil Loeb. Če želite videti znake življenja, je treba videti atmosfere zadevnih planetov. Cilj bi bil podpis kisika, ki bi ga na nek način napolnil, izginil iz atmosfere planeta, ko reagira s površinskimi kamninami. Na Zemlji kisik proizvajajo rastline, ki zavzemajo ogljikov dioksid. Tujci, ki gledajo ozračje našega planeta, bi opazili, da se je nekaj dvignilo.
Če opazite to atmosfero - ob predpostavki, da so sami planeti najdeni - bodo verjetno potrebni močnejši teleskopi, kot so na voljo zdaj. "[Vesoljski teleskop James Webb] bi to lahko naredil za najbližje zvezde, " je dejal. "Toda CEMP so desetkrat dlje."
