Εξ όσων γνωρίζουμε, η εξωγήινη ζωή χρειάζεται πετρώδεις πλανήτες για να ζήσουν. Οι πρώτοι τέτοιοι πλανήτες μπορεί να ήταν γεμάτοι άνθρακα, με πρώιμες μορφές ζωής που εμφανίζονται σε κόσμους με στρώματα διαμαντιού κάτω από τις κρούστας τους και μαύρους άνθρακες στους επιφανειακούς βράχους.
Μια πρόσφατη μελέτη των Natalie Mashian και Avi Loeb στο Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ-Σμινσόνιαν εξέτασε το σχηματισμό πλανητών γύρω από τα αστέρια (CEMPs) με μέταλλα με άνθρακα. Αυτά τα αστέρια που πιθανόν σχηματίστηκαν στο πρώιμο σύμπαν, αμέσως μετά την πρώτη γενιά μαζικών αστεριών είχαν καεί το πυρηνικό τους καύσιμο και εξερράγη σαν σουπερνόβα. Εάν υπάρχουν πλανήτες γύρω από τέτοια αστέρια, αυτό σημαίνει ότι η ζωή θα μπορούσε να εμφανιστεί στο σύμπαν μέσα σε μερικά εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια από τη Μεγάλη Έκρηξη, πριν από 13, 8 δισεκατομμύρια χρόνια. Προηγούμενες μελέτες πρότειναν ότι ίσως χρειάστηκε περισσότερος χρόνος. το παλαιότερο σύστημα εξωπλανήτων που ανακάλυψε ακόμα, το Kepler 444, περιβάλλει ένα αστέρι που έχει ηλικία περίπου 11, 2 δισεκατομμυρίων ετών.
Στοιχεία όπως ο σίδηρος και το πυρίτιο θεωρούνται συνήθως ως απαραίτητα για την κατασκευή πλανητών, επειδή σχηματίζουν κόκκους σκόνης γύρω από τους οποίους μπορούν να σχηματιστούν μεγαλύτερα σώματα μέσω βαρυτικής προσρόφησης. Ακόμα και γίγαντες αερίου πλούσιου σε υδρογόνο όπως ο Δίας άρχισαν από έναν τέτοιο "σπόρο". Ωστόσο, τα CEMPs δεν έχουν τόσα βαρέα στοιχεία όπως ο σίδηρος, όπως ο Ήλιος μας, μόνο εκατό χιλιάδες από αυτά που λέει κάτι, αφού ο Ήλιος είναι μόνο 0, 003% σίδηρος. Έτσι, εάν τα CEMPs σχηματίζονται κυρίως από σύννεφα αερίου και σκόνης άνθρακα, οξυγόνου και αζώτου, ένα ερώτημα είναι εάν θα μπορούσαν να σχηματιστούν πλανήτες όπως η Γη, με στερεές επιφάνειες.
Οι Mashian και Loeb υποδηλώνουν ότι οι πλανήτες μπορούν στην πραγματικότητα να συσσωρεύονται σε ένα τέτοιο νεφέλωμα, και επομένως γύρω από τα CEMPs. Οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να τους βρουν με μερικά από τα πιο πρόσφατα διαστημικά τηλεσκόπια και μελλοντικά όργανα, όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, καθώς μπαίνουν στη γραμμή. "Οι μέθοδοι είναι οι ίδιες [όπως για τις προηγούμενες αποστολές εξωπλανήτων], " δήλωσε ο Loeb στο Smithsonian.com. "Θα ψάχνατε για πλανήτες που διέρχονται τα αστέρια τους".
Στη μελέτη τους μοντέλα Mashian και Loeb οι αποστάσεις από τους CEMPs που θα σχηματίσουν οι πλανήτες και πόσο μεγάλο είναι πιθανό να είναι. Τέτοιες πλανήτες θα έχουν μικρό σίδηρο και πυρίτιο, τα στοιχεία που αποτελούν ένα μεγάλο μέρος της Γης. Αντ 'αυτού, θα ήταν πιο πλούσια σε άνθρακα. Βρήκαν ότι το μέγιστο μέγεθος θα τείνει να είναι περίπου 4, 3 φορές την ακτίνα της Γης. Ένας πλανήτης άνθρακα θα μπορούσε, όπως αναφέρει η μελέτη, να αφήσει πολλά μόρια υδρογονανθράκων να σχηματιστούν στην επιφάνεια, υπό την προϋπόθεση ότι η θερμοκρασία δεν είναι πολύ υψηλή. Και οποιοσδήποτε πλανήτης με μάζα μικρότερη από 10 φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης θα έδειχνε πολλά μονοξείδιο του άνθρακα και μεθάνιο στην ατμόσφαιρά του, σύμφωνα με τη μελέτη.
Σε ένα νεφέλωμα πλούσιο σε ελαφρύτερα στοιχεία, πρόσθεσε ότι υπάρχει επίσης ύδωρ, ένα άλλο βασικό στοιχείο μιας βιόσφαιρας. «Ακόμη και με χαμηλά επίπεδα οξυγόνου το υδρογόνο τείνει να συνδυάζεται με αυτό και να κάνει νερό», είπε. Έτσι ένας πλανήτης άνθρακα μπορεί να έχει νερό παρόντες. Ο Λόμπε δήλωσε σε μια δήλωση ότι από τη στιγμή που η ίδια η ζωή βασίζεται σε άνθρακα, αυτό είναι καλό για την εμφάνιση των ζωντανών πραγμάτων.
Τα CEMPs είναι τόσο φτωχά σε βαρύτερα στοιχεία επειδή κατασκευάστηκαν από τα ερείπια των πρώτων αστεριών που εμφανίζονται στο σύμπαν - μεγαθήρια με εκατοντάδες φορές τη μάζα του ήλιου. Ο πυρήνας ενός μαζικού αστεριού είναι σαν ένα κρεμμύδι. Τα βαρύτερα στοιχεία που δημιουργούνται από την πυρηνική σύντηξη είναι προς το κέντρο - ο σίδηρος, το μαγνήσιο και το πυρίτιο είναι στα εσωτερικά στρώματα, ενώ ο άνθρακας, το οξυγόνο και κάποιο υπόλοιπο ήλιο και υδρογόνο βρίσκονται στα εξωτερικά. Ο Loeb είπε ότι μεγάλο μέρος του υλικού στα εσωτερικά στρώματα - εκείνα τα βαρύτερα στοιχεία - θα πέσει πίσω στη μαύρη τρύπα που σχηματίζεται αφού το αστέρι γίνει σουπερνόβα. Εν τω μεταξύ, τα ελαφρύτερα στοιχεία θα εκτοξευθούν στο διάστημα για να σχηματίσουν νέα αστέρια. Αυτά τα αστέρια, που σχηματίζονται από τα αέρια που έχουν απομείνει από την πρώτη, θα ήταν φτωχά σε μέταλλα όπως ο σίδηρος, αλλά ο άνθρακας πλούσιος - οι CEMPs.
Μόνο αργότερα, όταν τα ασήμαντα αστέρια γερνούν και εκραγούν ως σουπερνόβα, τα βαρύτερα μέταλλα μπορούν να βγουν έξω. Ένα αστέρι κάτω από 25 ηλιακές μάζες θα καταρρεύσει σε ένα αστέρι νετρονίων ή θα καταλήξει σε λευκό νάνο. Σε αντίθεση με τις μαύρες τρύπες, τα αστέρια νετρονίων και οι λευκοί νάνοι δεν έχουν ταχύτητες διαφυγής πιο γρήγορα από το φως, οπότε η έκρηξη του σουπερνόβα είναι πολύ πιο πιθανή να διαδώσει το σίδερο από τον πυρήνα του αστεριού. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα αστέρια όπως ο ήλιος έχουν τόσο πολύ σιδήρου όσο και το γιατί η Γη έχει ακόμα βαρύτερα στοιχεία.
Το αν οι πλανήτες αυτοί έχουν ζωή ή όχι, εξακολουθεί να είναι ανοιχτό. Η ίδια η μελέτη ασχολείται περισσότερο με τον σχηματισμό των πλανητών, πράγμα που αποτελεί ουσιαστικό βήμα για τη ζωή. "Ο μεταπτυχιακός φοιτητής μου [Mashian] είναι συντηρητικός", δήλωσε ο Loeb. Για να δείτε τα σημάδια της ζωής, πρέπει να δούμε τις ατμόσφαιρες των εν λόγω πλανητών. Ο στόχος θα είναι η υπογραφή του οξυγόνου, που δεν υπάρχει τρόπος να το αναπληρώσει, θα εξαφανιστεί από την ατμόσφαιρα ενός πλανήτη καθώς αντιδρά με επιφανειακούς βράχους. Στη Γη, το οξυγόνο παράγεται από φυτά, τα οποία απορροφούν το διοξείδιο του άνθρακα. Οι αλλοδαποί που κοιτάζουν την ατμόσφαιρα του πλανήτη μας θα παρατηρήσουν ότι κάτι ήταν επάνω.
Βλέποντας αυτές τις ατμόσφαιρες - αν υποθέσουμε ότι οι ίδιοι οι ίδιοι οι πλανήτες βρίσκονται - πιθανόν θα χρειαστούν πιο ισχυρά τηλεσκόπια από ό, τι είναι διαθέσιμα τώρα. "[Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb] μπορεί να το κάνει οριακά για τα κοντινότερα αστέρια", είπε. "Αλλά τα CEMPs είναι δέκα φορές πιο μακριά."
