Karły typu M stanowią niemal trzy czwarte wszystkich gwiazd naszej galaktyki. Mają mniejszą masę i są ciemniejsze od Słońca, więc ich ekosfera, czyli pas w którym panują warunki sprzyjające życiu, znajduje się znacznie bliżej gwiazdy – przez co są świetnymi miejscami do poszukiwań planet zdatnych do zamieszkania. Można oczekiwać, że w najbliższym czasie w tych miejscach zostanie odnalezionych wiele obiektów podobnych do Ziemi, więc naukowcy zastanawiają się, czy w takich miejscach może istnieć życie.

Niestety wiele procesów może zapobiegać powstawaniu życia w takich miejscach. Dwa najpoważniejsze z nich to siły pływowe oraz wysokoenergetyczne promieniowanie.

Siły pływowe polegają na tym, że jedna strona obiektu jest bardziej przyciągana od przeciwnej – wynika to z prawa powszechnego ciążenia Newtona, które mówi, że siła grawitacji zwiększa się odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości. Występuje również na Ziemi, jednak tutaj jest na tyle słabe, że jedynym jego skutkiem odczuwanym przez nas są przypływy i odpływy oceanów. Jednak ekosfera karłów typu M znajduje się bardzo blisko gwiazdy, co niesie ze sobą poważne skutki – może zdeformować planetę oraz powoduje tarcie w jej wnętrzu, co zaś skutkuje wysoką aktywnością wulkaniczną i wyparowaniem wód, uniemożliwiając powstanie życia.

Drugim problemem jest wysokoenergetyczne promieniowanie – młode karły typu M są bardzo jasne i emitują promieniowanie rentgenowskie oraz ultrafioletowe w ogromnych ilościach. Powoduje to ocieplenie atmosfery planety, co może prowadzić do jej zaniku, a w dalszym ciągu do wyparowania wód powierzchniowych.

Czy może być coś pozytywnego w połączeniu tych dwóch sił? Grupa naukowców z University of Washington pokazała, że w szczególnych przypadkach może ono wręcz ułatwić powstanie życia. Tymi szczególnymi przypadkami są mini-Neptuny. Planety tego typu powstają zazwyczaj daleko od swych gwiazd macierzystych, gdzie woda i inne cząsteczki istnieją w postaci lodu. Taki lód, w połączeniu z dużymi ilościami wodoru i helu daje nam planetę ze stałym jądrem oraz z grubą, gazową atmosferą. Na wskutek sił pływowych orbita planety może się kurczyć, aż znajdzie się w pasie ekosfery, gdzie planeta jest narażona na silnie, wysokoenergetyczne promieniowanie. Spowoduje to szybką utratę wodoru i helu z atmosfery, pozostawiając skaliste jądro, czyli tzw. HEC („habitable evaporated core” – z ang. zamieszkiwalne odparowane jądro). Taka planeta mogłaby mieć bogate wody powierzchniowe, ponieważ będąc z ekosferze, lód znajdujący się w jądrze stopniałby, tworząc oceany.

Należy jednak pamiętać, że na możliwość zaistnienia życia ma wpływ wiele innych czynników. Przede wszystkim musi powstać odpowiednia atmosfera, żeby mógł w niej zachodzić recykling składników odżywczych. Bardzo ważny jest też czas utraty wodoru i helu z atmosfery. Karły typu M pozostają aktywne przez setki milionów lat, więc jeżeli stanie się to za wolno, planeta może posiadać za grubą atmosferę, żeby możliwe było na niej życie. Z drugiej strony, jeżeli planeta zbyt szybko pozbędzie się swojej otoczki, istnieje groźba wyparowania wód i utlenienia powierzchni. Jeśli jednak wszystko pójdzie dobrze, taka planeta mogłaby być zdatna do zamieszkania. Przyszłe badania pokażą, czy jest na nich możliwe powstanie życia.

Autor

Krzysztof Kapuściński