Niipalju kui me teame, vajab maaväline maaelu elamiseks kiviseid planeete. Varasemad sellised planeedid võisid olla süsinikku täis. Varased eluvormid võivad ilmuda maailmadesse, mille koorikute all on teemantkihid ja kivisüsi-mustad kivimid.
Harvard-Smithsoniani astrofüüsikakeskuses Natalie Mashiani ja Avi Loebi hiljutises uuringus vaadeldi planeetide teket süsinikuga täiustatud metalli vaeste tähtede (CEMP) ümber. Sellised tähed moodustusid tõenäoliselt varases universumis vahetult pärast seda, kui massiivsete tähtede esimene põlvkond oli tuumakütuse põlenud ja plahvatanud kui supernoovad. Kui selliste tähtede ümber on planeete, tähendab see, et elu võis universumis ilmneda paarsada miljonit aastat pärast Suurt Pauku, 13, 8 miljardit aastat tagasi. Varasemad uuringud näitasid, et see oleks võinud kauem aega võtta; vanim seni avastatud eksoplaneedisüsteem Kepler 444 ümbritseb umbes 11, 2 miljardit aastat vana tähte.
Elemente, nagu rauda ja räni, peetakse tavaliselt planeetide valmistamisel olulisteks, kuna need moodustavad tolmutera, mille ümber suuremad kehad võivad tekkida gravitatsiooni abil. Isegi vesinikurikkad gaasigigandid nagu Jupiter alustasid sellisest "seemnest". Kuid CEMP-del pole nii palju raskeid elemente nagu raud kui meie Päikesel, ainult sada tuhandikku, mis ütleb midagi, kuna Päike on ainult 0, 003 protsenti rauda. Niisiis, kui CEMP-d moodustuvad peamiselt gaasipilvedest ning süsiniku, hapniku ja lämmastiku tolmust, on üks küsimus, kas võivad moodustuda tahkete pindadega planeedid nagu Maa.
Mashian ja Loeb viitavad sellele, et planeedid võivad sellises udus ja seetõttu ka CEMP-de ümbruses tegelikult akroneeruda. Astronoomid võivad neid leida mõne uuema kosmoseteleskoobi ja tulevikuinstrumendi, näiteks James Webbi kosmoseteleskoobi abil, kui nad on liinile jõudnud. "Meetodid on samad [nagu varasemate eksoplaneedi missioonide puhul], " rääkis Loeb Smithsonian.com-ile. "Sa otsiksid planeete, mis läbivad nende tähti."
Mashian ja Loeb modelleerisid oma uuringus kaugusi CEMP-st, mis planeedid moodustaksid, ja kui suured need tõenäoliselt on. Sellistel planeetidel oleks vähe rauda ja räni, need elemendid, mis moodustavad suure osa Maast. Selle asemel oleksid nad süsiniku rikkamad. Nad leidsid, et maksimaalne suurus on tavaliselt umbes 4, 3 korda suurem kui Maa raadius. Uuringu kohaselt võimaldaks ka süsinikuplaneet pinnale tekkida palju süsivesiniku molekule, kui temperatuur pole liiga kõrge. Ja mis tahes planeedil, mille mass on väiksem kui umbes 10 korda Maa mass, oleks atmosfääris palju vingugaasi ja metaani, väidab uuring.
Kergemate elementide poolest rikas udus lisas ta, et tõenäoliselt on ka vesi, biosfääri teine võtmekomponent. "Isegi madala hapnikusisaldusega kipub vesinik sellega kombineeruma ja vett tegema, " ütles ta. Nii võib süsinikuplaneedil olla vesi. Loeb ütles oma avalduses, et kuna elu ise on süsiniku baasil, sobib see hästi elusate asjade väljanägemiseks.
CEMP-d on raskemates elementides nii vaesed, kuna need ehitati esimeste tähtede jäänustest, mis ilmusid universumis - behemotidele, mille päike on sadu kordi suurem. Massiivse tähe tuum on nagu sibul. Tuumasünteesil tekkinud raskemad elemendid asuvad keskpunkti suunas - raud, magneesium ja räni on sisemistes kihtides, süsinik, hapnik ning osa järelejäänud heeliumist ja vesinikust välimistes kihtides. Loeb ütles, et suur osa sisemiste kihtide materjalist - need raskemad elemendid - langeb tagasi musta auku, mis moodustub pärast seda, kui täht saab supernoovaks. Vahepeal väljutatakse heledamad elemendid kosmosesse uute tähtede moodustamiseks. Need tähed, mis moodustuvad esimestest järelejäänud gaasidest, oleksid metallides, näiteks rauas, vaesed, kuid süsinikurikkad - CEMP-des.
Alles hiljem, kui vähem massiivsed tähed vananevad ja plahvatavad kui supernoovad, pääsevad raskemad metallid välja. Täht, mis on alla 25 päikesemassi, variseb neutronitäheks või jääb valgeks kääbuseks. Erinevalt mustadest aukudest ei ole neutronitähtedel ja valgetel kääbustel evakuatsioonikiirused kiiremad kui valgusel, seega levib supernoova plahvatus raua tähe tuumast palju tõenäolisemalt. Sellepärast on päikesesarnastel tähtedel sama palju rauda kui neil ja miks on Maal veelgi raskemaid elemente.
Kas sellistel planeetidel on elu või mitte, on endiselt lahtine küsimus. Uuring ise on seotud rohkem planeetide moodustumisega, mis on eluks oluline samm. "Minu kraadiõppur [Mashian] on konservatiivne, " muheles Loeb. Elumärkide nägemiseks tuleb näha kõnealuste planeetide atmosfääri. Sihtmärgiks oleks hapniku signaal, mis mingil viisil selle täiendamiseks puudub, kaob planeedi atmosfäärist, kui see reageerib pinnakivimitega. Maal teevad hapnikku taimed, mis võtavad süsihappegaasi. Meie planeedi õhustikku vaatavad tulnukad märkaksid, et midagi on üleval.
Nende keskkondade nägemiseks - eeldusel, et planeedid on ise leitud - on vaja tõenäoliselt võimsamaid teleskoope, kui praegu saadaval on. "[James Webbi kosmoseteleskoop] võib seda lähimate tähtede jaoks vähesel määral teha, " ütles ta. "Kuid CEMP on kümme korda kaugemal."
