Mi teszi a lakható bolygót?

A Gliese-832c nevű szuperföld sokak fantáziáját megmozgatta, ám a bolygó sokkal zordabb hely, mint azt a számok sugallták.

Júniusban a sajtó teljesen „rápörgött” a Gliese-832c exobolygóra. A mindössze 16 fényévre lévő bolygót az egyik legközelebbi életre alkalmas égitestként tálalták, közelsége miatt már azzal is viccelődtek, hogy egy népszerű kávéházlánc építési engedélyért is folyamodott.

Csakhogy az egész tévedés volt.

A Robert Wittenmyer (University of NSW, Ausztrália) és szerzőtársai által jegyzett szakcikk egy fojtogató légkör alatt fortyogó világként írja le a bolygót. Miután a pályája belülről súrolja a lakhatósági zónát, és elég nagy tömegű ahhoz, hogy vastag légkört tartson meg maga körül, a bolygót az élet fenntartására alkalmatlan „szuper-Vénuszként” lehet leginkább jellemezni. Ráadásul olyan közel kering a csillagához, ahol már kötött keringés is előfordulhat, vagyis az is lehetséges, hogy a bolygó egyik felét folyamatos napsütés fűtheti, míg a másikra örök éjszaka borul.

Lakható világ helyett a Gliese-832c sokkal inkább inspiráció lehet Dante Poklához, és ezek az állítások egyértelműen le is voltak fektetve a szabadon hozzáférhető szakcikkben. Hogy lehet akkor, hogy a sajtó így benézte a dolgot?

A válasz egy mérőszám, az Earth Similarity Index (ESI, Föld-hasonlósági index) használatában rejlik. Ez az szám azt próbálja meg kifejezni, mennyire földszerű” egy adott bolygó. A probléma, hogy az ESI csak felületesen hasonlítja egymáshoz a két égitestet, és semmiképp sem használható magának a lakhatóságnak a meghatározására.

Nagyon nehéz feladat kitalálni, hogy egy Naprendszeren túli bolygó mennyire lehet lakható. A bolygókutatók számára csak korlátozott információk állnak rendelkezésükre: általában a bolygó tömegére (és néha a sugarára) és a csillag típusára kell hagyatkozniuk. Ezekből határozzák meg az ESI-t is, és ezért teljesen félrevezető a használata.

A csillagtól mért távolság a lakhatósági zóna meghatározása szempontjából fontos. Lakhatósági zónának azt a tartományt nevezzük, ahol megfelelő légköri nyomás mellett megmaradhat folyékony víz a bolygó felszínén. A lakhatósági zóna azonban csak ennyit jelent: semmi sem garantálja, hogy a bolygón ténylegesen van-e víz, vagy képes az élet fenntartására. Mindössze azt a tartományt jelöli ki, ahol a csillag sugárzása akkora, hogy a víz nem forr el vagy fagy meg teljesen. Vagyis feltehető, hogy még a zónán belül is csak kevés bolygó lesz tényleg lakható, viszont ha vannak odakint Földhöz hasonló bolygók, akkor ilyen távolságban fogjuk megtalálni őket. Ezért a jövő lakhatóságot kutató misszióinak is ez a régió lesz az elsődleges célpontja.

A Gliese-832c, definíciótól függően, a lakhatósági zónán belül, vagy lazább feltételek esetén annak legbelső szélén kering. A lazaság annyit tesz, hogy a kutatók elfogadják azt a lehetőséget is, hogy a bolygó csak a korai fejlődése során tarthatott meg folyékony vizet, ahogy manapság a Vénuszról és Marsról is feltételezzük.

Ugyanakkor nem a zóna széléhez való közelség az utolsó szög a Gliese-832c lakhatósága szempontjából. A Földhöz képest ötszörös tömegével sűrű, vastag légkört képes fenntartani maga körül. Még ha az összetétele hasonlítana is a földihez, hatalmas mennyiségű üvegházgázt tartalmazna, amely csapdába ejtené a felszínről kisugárzó hőt, gyorsan elpárologtatva minden vizet – ha volt egyáltalán valaha. Ha ez nem lenne eléggé kellemetlen, a nagyobb tömeg alighanem képes volt megtartani a hidrogént és héliumot a bolygó keletkezésének idejéből, lakhatatlanná téve a bolygót bármilyen földihez hasonló létforma számára. Végül a bolygó közelsége a csillaghoz könnyen járhat kötött keringéssel, vagyis hogy mindig ugyanazt az oldalát fordítja a csillag felé. Ez még egy rakás további problémával jár.

Egy szám mind felett

Az ESI-t négy paraméterből számolják: a bolygó sugara, átlagos sűrűsége, szökési sebessége és felszíni hőmérséklete. A paraméterek úgy vannak meghatározva, hogy összeszorozva őket a végeredmény nulla és egy közé esik. A 0,8 feletti értéket tekintik a Földhöz hasonlónak. A Gliese-832c ESI-értéke 0,81.

A Vénusz pedig, ha exobolygó lenne, 0,9-et érne el.*

„Semmi értelme lakhatóságról elmélkedni, ha a Naprendszer nyújtotta korlátozott adatokat sem vesszük figyelembe”, állítja Stephen Kane, a San Francisco State University bolygókutatója. „Ha a Vénuszhoz hasonló bolygókat is lakhatóként definiáljuk, az már nem tudomány.”

Bár a tömeg, sugár és hőmérséklet befolyásolja egy bolygó felszíni viszonyait, az élet szempontjából más faktorok sokkal meghatározóbbak. A földi vízkészletet például, a jelenlegi elméleteink alapján, a külső bolygók által a Naprendszer belseje felé szórt, jégben gazdag üstökösök becsapódásai juttatták ide. Más bolygórendszerek teljesen ki is hagyhatták ezt a lépést, a Földhöz hasonló, de lakhatatlan bolygókat létrehozva.

Vagy vegyük a Föld mágneses terét, ami megvéd minket a nap részecskesugárzásától, a távolságunkat, ami lehetővé teszi, hogy a Föld több százszor körbeforduljon egy keringés alatt és viszonylag egyenletes hőmérsékletet tartson fenn mindenütt, vagy a tényt, hogy a Nap egy nagyon csendes csillag, amely nem produkál kivédhetetlen kitöréseket. És még ez is csak néhány a számtalan paraméter közül, amelyek meghatározzák egy bolygó alkalmasságát az élet hordozására, viszont egyikük sincs benne az ESI definíciójában.

A jó hír, hogy ez alapján egy 0,1-es ESI-vel rendelkező bolygó ugyanúgy esélyes lehet az élet hordozására, mint egy 0,99-es. Az ESI-t szinte alig használják vagy hivatkozzák a tudományos publikációkban, de a gyors, egy számból álló válasz lehetősége mégis nagy csábítás az újságírók számára. A végeredmény: cikkek, amelyek legjobb esetben is félrevezetőek, de általában szimplán csak tévesek.

Végül talán az leginkább kiábrándítóbb, hogy az ESI-láz miatt elsikkadt, valójában miért olyan fontos a Gliese-832c felfedezése. A nagy tömeg és vastag légkör alapján a bolygót „szuper-Vénusznak” sorolták be: ezzel egy igen ritka kategória mindössze második képviselője lett, a tavaly felfedezett Kepler-69c után. Ahogy Stephen Kane fogalmaz: „Ezek a bolygók segíthetnek megérteni, hogy a hasonló kezdetek ellenére miért vált a Vénusz légköre ennyire szélsőségesen eltérővé a Földétől.”

*A Vénusz valódi ESI-je 0,44, de ekkor már figyelembe vettük, hogy a felszínre lejutó űrszondák felderítették a valós légköri és hőmérsékleti viszonyokat a bolygón.

Hasonló cikkeket olvashat a Magyar Csillagászati Egyesület honlapján.