Γιατί οι εξωγήινοι πλανήτες μπορεί να μην έχουν μέρα και νύχτα

Κοιμούνται οι εξωγήινοι; Μπορεί να θεωρείτε τον ύπνο δεδομένο, αλλά έρευνα δείχνει ότι πολλοί πλανήτες που θα μπορούσαν να αναπτύξουν ζωή δεν έχουν κύκλο ημέρας-νύχτας. Είναι δύσκολο να το φανταστεί κανείς, αλλά υπάρχουν οργανισμοί που ζουν σε βιότοπους της Γης χωρίς καθόλου ηλιακό φως, βαθιά στο υπέδαφος ή στον πυθμένα της θάλασσας, οι οποίοι μας δίνουν μια ιδέα για το πώς μπορεί να είναι η εξωγήινη ζωή χωρίς κιρκάδιο ρυθμό.

Δισεκατομμύρια δυνητικά κατοικήσιμοι πλανήτες στον γαλαξία

Υπάρχουν δισεκατομμύρια δυνητικά κατοικήσιμοι πλανήτες στον γαλαξία μας. Πώς καταλήγουμε σε αυτόν τον αριθμό; Ο Γαλαξίας μας έχει μεταξύ 100 δισεκατομμυρίων και 400 δισεκατομμυρίων άστρων, αναφέρει το BBC.

Το εβδομήντα τοις εκατό από αυτούς είναι μικροσκοπικοί, ψυχροί ερυθροί νάνοι, γνωστοί και ως αστέρες χαμηλής μάζας (M-Dwarfs). Μια λεπτομερής έρευνα για τους εξωπλανήτες που δημοσιεύθηκε το 2013 εκτιμά ότι το 41% των αστέρων χαμηλής μάζας έχουν έναν πλανήτη σε τροχιά στη ζώνη "Goldilocks", την απόσταση στην οποία ο πλανήτης έχει την κατάλληλη θερμοκρασία για να υποστηρίξει υγρό νερό.

Αυτοί οι πλανήτες έχουν όμως μόνο τη δυνατότητα να φιλοξενούν υγρό νερό. Δεν ξέρουμε ακόμα αν κάποιος από αυτούς έχει όντως νερό, πόσο μάλλον ζωή. Παρόλα αυτά, μόνο στις ζώνες Goldilocks γύρω από αστέρες χαμηλής μάζας υπάρχουν 28,7 δισεκατομμύρια πλανήτες. Αυτό δεν περιλαμβάνει καν άλλους τύπους άστρων, όπως ο δικός μας κίτρινος Ήλιος.

Οι βραχώδεις πλανήτες που περιστρέφονται στην κατοικήσιμη ζώνη ενός αστέρα χαμηλής μάζας ονομάζονται Γ-Γαίες. Οι Γ-Γαίες διαφέρουν από τη Γη με θεμελιώδεις τρόπους: Πρώτον, επειδή τα αστέρες χαμηλής μάζας είναι πολύ ψυχρότερα από τον Ήλιο, βρίσκονται πολύ κοντά, γεγονός που καθιστά τη βαρυτική έλξη του άστρου στον πλανήτη εξαιρετικά ισχυρή.

Η βαρύτητα του άστρου έλκει περισσότερο την κοντινή πλευρά του πλανήτη από ό,τι την απομακρυσμένη, δημιουργώντας τριβές που αντιστέκονται και επιβραδύνουν την περιστροφή του πλανήτη επί αιώνες μέχρι να συγχρονιστούν η περιστροφή και η τροχιά. Αυτό σημαίνει ότι οι περισσότερες Γ-Γαίες είναι πιθανότατα παλιρροϊκά κλειδωμένες, δηλαδή όταν το ένα ημισφαίριο είναι πάντα στραμμένο προς τον ήλιο ενώ το άλλο είναι πάντα στραμμένο μακριά.

Το έτος ενός παλιρροϊκά κλειδωμένου πλανήτη την ίδια διάρκεια με την ημέρα του. Η Σελήνη είναι παλίρροια κλειδωμένη με τη Γη, γι' αυτό και βλέπουμε πάντα μόνο τη μία όψη της και ποτέ την άλλη πλευρά της.

Ένας πλανήτης παλιρροϊκά κλειδωμένος μπορεί να φαίνεται εξωτικός, αλλά οι περισσότεροι δυνητικά κατοικήσιμοι πλανήτες είναι μάλλον έτσι. Ο πλησιέστερος πλανητικός γείτονάς μας, ο Proxima Centaurib (που βρίσκεται στο σύστημα Άλφα Κενταύρου σε απόσταση τεσσάρων ετών φωτός), είναι πιθανότατα μια παλιρροϊκά κλειδωμένη Γ-Γαία.

Πώς θα ήταν η ζωή χωρίς κιρκάδιους ρυθμούς;

Σε αντίθεση με τη Γη, λοιπόν, οι Γ-Γαίες δεν έχουν ημέρες, νύχτες και εποχές. Όμως η ζωή στη Γη, από τα βακτήρια μέχρι τους ανθρώπους, έχει κιρκάδιους ρυθμούς συντονισμένους στον κύκλο ημέρας-νύχτας. Ο ύπνος είναι μόνο ο πιο προφανής από αυτούς. Ο κιρκάδιος κύκλος επηρεάζει τη βιοχημεία, τη θερμοκρασία του σώματος, την αναγέννηση των κυττάρων, τη συμπεριφορά και πολλά άλλα. Για παράδειγμα, οι άνθρωποι που λαμβάνουν εμβόλια το πρωί αναπτύσσουν περισσότερα αντισώματα από εκείνους που τα λαμβάνουν το απόγευμα, επειδή η ανταπόκριση του ανοσοποιητικού συστήματος ποικίλλει κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Δεν γνωρίζουμε με βεβαιότητα πόσο σημαντικές είναι οι περίοδοι αδράνειας και αναγέννησης για τη ζωή. Ίσως τα όντα που εξελίχθηκαν χωρίς κυκλικό χρόνο να μπορούν να συνεχίσουν να δουλεύουν, χωρίς να χρειάζονται ποτέ ξεκούραση.

Για να υπάρξει μια βάση σύγκρισης, μπορούμε να εξετάσουμε τους οργανισμούς στη Γη που ευδοκιμούν μακριά από το φως της ημέρας, όπως οι κάτοικοι σπηλαίων, η ζωή στα βάθη της θάλασσας και οι μικροοργανισμοί σε σκοτεινά περιβάλλοντα, όπως ο φλοιός της Γης και το ανθρώπινο σώμα, αναφέρει το BBC.

Πολλές από αυτές τις μορφές ζωής έχουν βιορυθμούς, συγχρονισμένους σε ερεθίσματα εκτός από το φως. Οι γυμνοί τυφλοπόντικες περνούν ολόκληρη τη ζωή τους υπόγεια, χωρίς να βλέπουν ποτέ τον ήλιο, αλλά έχουν κιρκάδια ρολόγια που συντονίζονται με τους ημερήσιους και εποχιακούς κύκλους της θερμοκρασίας και της βροχόπτωσης. Τα μύδια της βαθιάς θάλασσας και οι γαρίδες των θερμών κοιλοτήτων συγχρονίζονται με τις παλίρροιες του ωκεανού.

Τα βακτήρια που ζουν στο ανθρώπινο έντερο συγχρονίζονται με τις διακυμάνσεις της μελατονίνης στον ξενιστή τους. Η μελατονίνη είναι μια ορμόνη που παράγει το σώμα σας ως απάντηση στο σκοτάδι.

Οι μεταβολές της θερμοκρασίας που προκαλούνται από θερμικά ανοίγματα, οι διακυμάνσεις της υγρασίας και οι αλλαγές στη χημεία του περιβάλλοντος ή στα ρεύματα μπορούν να προκαλέσουν βιοταλαντώσεις στους οργανισμούς. Αυτό υποδηλώνει ότι οι βιορυθμοί έχουν εγγενή οφέλη.

Πρόσφατες έρευνες δείχνουν ότι οι Γ-Γαίες θα μπορούσαν να έχουν κύκλους που αντικαθιστούν τις ημέρες και τις εποχές. Για να μελετήσουν ερωτήματα όπως αυτά, οι επιστήμονες έχουν προσαρμόσει κλιματικά μοντέλα για να προσομοιώσουν πώς θα ήταν το περιβάλλον σε μια Γ-Γαία, συμπεριλαμβανομένου του γείτονά μας Proxima Centauri b.

Σε αυτές τις προσομοιώσεις, η αντίθεση μεταξύ της ημερήσιας και της νυχτερινής πλευράς μιας Γ-Γαιας φαίνεται να δημιουργεί ταχείς πίδακες ανέμου και ατμοσφαιρικά κύματα. Αν ο πλανήτης έχει νερό, η πλευρά της ημέρας πιθανόν να σχηματίζει πυκνά σύννεφα γεμάτα αστραπές.

Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ανέμων, των ατμοσφαιρικών κυμάτων και των νεφών μπορούν να μετατοπίσουν το κλίμα μεταξύ διαφορετικών καταστάσεων, προκαλώντας τακτικούς κύκλους στη θερμοκρασία, την υγρασία και τις βροχοπτώσεις. Η διάρκεια αυτών των κύκλων θα ποικίλλει ανά πλανήτη από δεκάδες έως εκατοντάδες γήινες ημέρες, αλλά δεν θα σχετίζεται με την περίοδο περιστροφής του. Ενώ το άστρο παραμένει σταθερό στον ουρανό αυτών των πλανητών, το περιβάλλον θα αλλάζει.

Ίσως η ζωή στις Γ-Γαίες να εξελίσσει βιορυθμούς συγχρονισμένους με αυτούς τους κύκλους. Αν ένα κιρκάδιο ρολόι οργανώνει τις εσωτερικές βιοχημικές ταλαντώσεις, ίσως να πρέπει να το κάνει.

Ή ίσως η εξέλιξη να έβρισκε μια πιο περίεργη λύση. Θα μπορούσαμε να φανταστούμε είδη που ζουν στην πλευρά της ημέρας του πλανήτη και μεταναστεύουν στην πλευρά της νύχτας για να ξεκουραστούν και να αναγεννηθούν. Ένα κιρκάδιο ρολόι στο χώρο αντί για το χρόνο.

Αυτή η σκέψη θα πρέπει να μας θυμίζει ότι, αν υπάρχει ζωή εκεί έξω, θα ανατρέψει υποθέσεις που δεν γνωρίζαμε ότι είχαμε. Το μόνο σίγουρο είναι ότι θα μας εκπλήξει, καταλήγει το BBC.