Tutkiessaan kallioisia maailmoja aurinkokunnan ulkopuolella, tutkijat käyttävät Marsia laboratoriona planeettamittakaavassa.
Kuinka kauan Marsin kaltainen kallioinen planeetta voi pysyä asuttavana, jos se kiertää punaista kääpiötä? NASA: n Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) -operaatio, joka on tutkinut naapuriamme marraskuusta 2014 lähtien, auttaa vastaamaan tähän vaikeaan kysymykseen.
"MAVEN-operaation havainnot osoittavat, että Punainen planeetta on vähitellen menettänyt merkittävän osan ilmakehästään, ja tämä on muuttanut sen olosuhteita", kertoo MAVEN-tutkimuksen tutkija David Brain Coloradon yliopistossa (USA).
Planeettalaboratorio
Tutkiessaan kallioisia maailmoja aurinkokunnan ulkopuolella, tutkijat käyttävät Marsia laboratoriona planeettamittakaavassa. Yhdysvaltain New Orleansissa 13. joulukuuta 2017 pidetyssä Yhdysvaltain geofysikaalisen liiton syksyllä pidetyssä kokouksessa David Brain kertoi kollegoilleen, kuinka MAVEN-tiedot vaikuttavat kaukana tähtiä kiertävien kallioisten planeettojen asettamiskelpoisuuden määrittämiseen.
Avaruusalukset MAVEN. Luotto: NASA.
MAVEN-laitteen aluksella on sarja instrumentteja, jotka mittaavat marsilaisen ilmapiirin häviämistä. Tutkimukset osoittavat, että suuri osa siitä on päässyt avaruuteen "kemiallisten ja fysikaalisten prosessien yhdistelmän kautta", ja instrumenttien tiedot antavat vihjeitä kunkin roolista.
Mainosvideo:
Kolmen viime vuoden aikana Auringon aktiivisuus on lisääntynyt ja vähentynyt, kun taas Mars on kokenut auringon myrskyjä, auringon soihdutusta ja koronan massan ulosheittämistä. Nämä muutokset ovat antaneet MAVENille ainutlaatuisen mahdollisuuden tarkkailla ilmakehän käyttäytymistä erilaisissa olosuhteissa.
Punainen kääpiö ja hypoteettinen Mars
David Brain ja hänen kollegansa sovelsivat tätä tietoa hypoteettiseen Marsin kaltaiseen planeettaan, joka kiertää punaista kääpiötähtiä (galaksissamme yleisin tähtiluokka). He ehdottivat, että eksoplaneetta, kuten Mars, sijaitseisi asutettavan alueen reunalla. Mutta koska punaiset kääpiöt ovat heikompia kuin aurinko, niiden asuttava alue on paljon lähempänä. Kävi ilmi, että tähden ja läheisen kiertoradan äärimmäisen ultraviolettisäteilyn takia planeetta saa 5-10 kertaa enemmän UV: tä kuin Mars vastaanottaa. Tämä lisää ilmakehän poistumisesta vastuussa oleviin prosesseihin käytettävissä olevan energian määrää.
Hypoteettisen Marsin sijainti punaisella kääpiöllä kiertävällä asumisalueella verrattuna todellisen Marsin sijaintiin aurinkojärjestelmässä. Luotto: NASA: n Goddard-avaruuslentokeskus.
MAVEN-tietoihin perustuen tutkijat laskivat, että eksomaarien ilmapiiri voisi menettää 3–5 kertaa enemmän varautuneita hiukkasia ionivuotoon kutsuttavassa prosessissa ja 5–10 kertaa enemmän neutraaleja hiukkasia valokemiallisen karkaamisen seurauksena. Lisäksi, koska ilmakehässä on paljon varautuneita hiukkasia, se alkaa "ruiskuttaa". Suihkutusprosessi on samanlainen kuin biljardipeli: varautuneet hiukkaset kaatuvat molekyyleihin, työntäen osan niistä avaruuteen ja työntäen toiset naapureitaan vastaan. Tämä ketjureaktio lisää merkittävästi ilmakehän häviön nopeutta. Lopuksi hypoteettinen planeetta kohtaa valomolekyylien, kuten vedyn, häviämisen.
Yleensä hypoteettisen Marsin löytäminen rauhallisen punaisen kääpiön asuttamisvyöhykkeen reunalta voisi lyhentää elinikää noin 5-20 kertaa. Jos planeetta sijoitetaan aktiiviseen punaiseen kääpiöjärjestelmään, tämä ajanjakso vähenee noin 1000 kertaa.
Lieventävät olosuhteet
Siitä huolimatta David Brain piti pahinta tapausta sijoittamalla Marsin keskelle punaista kääpiötä. Toisella planeetalla voi olla lieventäviä tekijöitä, kuten aktiiviset geologiset prosessit, magneettikenttä tai suurempi koko. Tämän kaiken avulla voit täydentää, suojata ja pitää ilmapiiriä pidempään.
”Etäisten maailmojen asumiskelpoisuus on yksi tärkeimmistä astronomian aiheista, ja nämä arviot osoittavat yhden tavan käyttää Marsin ja Auringon tietämystä etsiessämme elämää maailmankaikkeudessa”, totesi Bruce Yakoski, MAVENin tutkija Coloradon yliopistossa (USA).
Rooma Zakharov