Για δεκαετίες, οι επιστήμονες που αναζητούν ζωή πέρα από τη Γη θεωρούσαν το νερό έναν από τους βασικότερους δείκτες κατοικησιμότητας. Ωστόσο, μια ομάδα ειδικών υποστηρίζει πλέον ότι η εστίαση σε πλανήτες πλούσιους σε νερό ενδέχεται να είναι παραπλανητική και, σε πολλές περιπτώσεις, χάσιμο χρόνου. Σύμφωνα με τα νέα ευρήματα, η αναζήτηση ζωής θα έπρεπε να στρέφεται σε κόσμους που διαθέτουν επαρκείς ποσότητες φωσφόρου και αζώτου, δύο στοιχεία απολύτως απαραίτητα για τη δημιουργία ζωής, ακόμα και όταν υπάρχει άφθονο νερό.
Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, η ζωή όπως τη γνωρίζουμε δεν μπορεί να σχηματιστεί χωρίς αυτά τα δύο στοιχεία. Ο φώσφορος είναι αναγκαίος για τη δημιουργία του DNA και του RNA, τα οποία αποθηκεύουν και μεταδίδουν τη γενετική πληροφορία σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Το άζωτο, από την άλλη πλευρά, αποτελεί βασικό συστατικό των πρωτεϊνών, οι οποίες είναι τα δομικά υλικά των κυττάρων. Αυτό σημαίνει ότι η ζωή μπορεί να εμφανιστεί μόνο σε πλανήτες που βρίσκονται μέσα σε μια λεγόμενη «χημική ζώνη του Goldilocks», όπου υπάρχει ακριβώς η σωστή ποσότητα φωσφόρου και αζώτου στον βραχώδη μανδύα τους.
Επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης είναι ο δρ Κρεγκ Γουόλτον από το ETH Zurich, ο οποίος δήλωσε στην Daily Mail ότι είναι θεωρητικά εφικτό να υπάρχει ένας πλανήτης με ωκεανούς και ξηρά, αλλά χωρίς ζωή και χωρίς καμία προοπτική να αναπτυχθεί ποτέ, επειδή τα απαραίτητα χημικά στοιχεία απουσιάζουν σχεδόν ολοκληρωτικά. Παρότι καμία μορφή ζωής, όπως την αντιλαμβανόμαστε, δεν μπορεί να επιβιώσει χωρίς υγρό νερό και οξυγόνο, η αναζήτηση πλανητών που διαθέτουν αυτά τα συστατικά ενδέχεται να είναι παραπλανητική.
Ο λόγος, σύμφωνα με τους επιστήμονες, είναι ότι η «ισορροπία οξυγόνου» ενός πλανήτη τη στιγμή της δημιουργίας του καθορίζει πόσος φώσφορος και άζωτο παραμένουν διαθέσιμα για την ανάπτυξη ζωής. Όταν οι πλανήτες ψύχονται από τη λιωμένη κατάσταση του βράχου, λαμβάνει χώρα μια διαδικασία διαχωρισμού: τα βαριά στοιχεία, όπως ο σίδηρος, βυθίζονται προς τον πυρήνα, ενώ τα ελαφρύτερα ανεβαίνουν προς την επιφάνεια, σχηματίζοντας τον μανδύα και τον φλοιό.
Εάν υπάρχει υπερβολικό οξυγόνο, ο φώσφορος παγιδεύεται στον μανδύα, ενώ το άζωτο ωθείται στην ατμόσφαιρα και τελικά χάνεται στο διάστημα. Αντίθετα, όταν υπάρχει πολύ λίγο οξυγόνο, ο φώσφορος συνδέεται με άλλα βαριά στοιχεία και παρασύρεται προς τον πυρήνα, όπου δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκκίνηση της ζωής. Όπως εξηγεί ο δρ Γουόλτον, τόσο η υπερβολική όσο και η ανεπαρκής ποσότητα οξυγόνου στο σύνολο του πλανήτη, και όχι απαραίτητα στην ατμόσφαιρα, καθιστούν τον πλανήτη ακατάλληλο για ζωή, επειδή παγιδεύουν τα κρίσιμα θρεπτικά συστατικά στον πυρήνα.
Μέσα από αριθμητικά μοντέλα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι υπάρχει ένα εξαιρετικά στενό εύρος στο οποίο υπάρχει ακριβώς αρκετό οξυγόνο, ώστε τόσο ο φώσφορος όσο και το άζωτο να παραμένουν άφθονα στον μανδύα. Από μια εξαιρετικά τυχερή σύμπτωση, η Γη βρίσκεται ακριβώς μέσα σε αυτή τη χημική ζώνη του Goldilocks, γεγονός που εξασφάλισε τις κατάλληλες συνθήκες για τον σχηματισμό ζωής. Ωστόσο, αυτό υποδηλώνει ότι οι πραγματικά κατοικήσιμοι κόσμοι είναι πιθανότατα πολύ πιο σπάνιοι από ό,τι πίστευαν μέχρι σήμερα οι αστρονόμοι.
Ο δρ Γουόλτον εκτιμά ότι ενδέχεται να υπάρχει μόλις από 1 έως 10% των κατοικήσιμων πλανητών που είχαν προταθεί σε προηγούμενες μελέτες. Αυτή η διαπίστωση θα μπορούσε να έχει σοβαρές συνέπειες τόσο για τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες αναζητούν εξωγήινη ζωή όσο και για τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε το μέλλον της ανθρώπινης εξερεύνησης του Διαστήματος. Αν και σήμερα η αφθονία οξυγόνου θεωρείται ένδειξη κατοικησιμότητας, οι υπολογισμοί των ερευνητών δείχνουν ότι μπορεί στην πραγματικότητα να αποτελεί ένδειξη πως ένας κόσμος δεν μπορεί να υποστηρίξει ζωή.
«Θα ήταν εξαιρετικά απογοητευτικό να ταξιδέψει κανείς μέχρι έναν τέτοιο πλανήτη για να τον αποικίσει και να ανακαλύψει ότι δεν υπάρχει φώσφορος για την καλλιέργεια τροφίμων», αναφέρει ο δρ Γουόλτον, προσθέτοντας ότι θα ήταν προτιμότερο να ελέγχονται πρώτα οι συνθήκες σχηματισμού ενός πλανήτη, όπως ακριβώς ελέγχουμε αν το φαγητό μας έχει μαγειρευτεί σωστά πριν το καταναλώσουμε.
Πιο κοντά στο ηλιακό μας σύστημα, τα ευρήματα της έρευνας δείχνουν επίσης ότι ο Άρης βρίσκεται λίγο έξω από τη χημική ζώνη του Goldilocks. Σύμφωνα με τον δρ Γουόλτον, ο Άρης μοιάζει αρκετά με τη Γη και οι συνθήκες σχηματισμού του σημαίνουν ότι διαθέτει περισσότερο φώσφορο, γεγονός που θα μπορούσε να διευκολύνει την καλλιέργεια τροφίμων. Ωστόσο, άλλα χημικά στοιχεία είναι πολύ πιο άφθονα στην επιφάνειά του, δηλητηριάζοντας το έδαφος με σκληρά άλατα, ενώ τα επίπεδα αζώτου κοντά στην επιφάνεια είναι σημαντικά χαμηλότερα, καθιστώντας τον πλανήτη ιδιαίτερα ακατάλληλο για ζωή. «Δεν είναι τόσο διαφορετικός, αλλά δεν είναι σήμερα κατοικήσιμος. Ο Έλον Μασκ θα πρέπει να βρει έναν έξυπνο τρόπο να αλλάξει τη σύσταση για να καλλιεργηθεί τροφή εκεί», σημειώνει χαρακτηριστικά.
Στο μέλλον, οι ερευνητές προτείνουν οι αναζητήσεις εξωγήινης ζωής να δίνουν πολύ μεγαλύτερη έμφαση στη χημική σύσταση των εξωπλανητών. Αν και αυτή είναι εξαιρετικά δύσκολο να μετρηθεί άμεσα, οι αστρονόμοι μπορούν να αντλήσουν ενδείξεις εξετάζοντας τον τύπο του άστρου γύρω από το οποίο περιστρέφεται ένας πλανήτης. Καθώς οι πλανήτες σχηματίζονται κυρίως από το ίδιο υλικό με το άστρο τους, η χημική τους σύσταση είναι στενά συνδεδεμένη. Έτσι, τα πλανητικά συστήματα που διαθέτουν άστρα παρόμοια με τον Ήλιο θεωρούνται πολύ πιο υποσχόμενα για την αναζήτηση ζωής στο Σύμπαν.
Τέλος, η μελέτη αναφέρεται και στη χρήση της Εξίσωσης Drake, μιας μεθόδου επτά μεταβλητών για τον υπολογισμό της πιθανότητας ύπαρξης ενεργών πολιτισμών πέρα από τη Γη. Η εξίσωση λαμβάνει υπόψη παράγοντες όπως ο ρυθμός σχηματισμού άστρων, ο αριθμός των άστρων που μπορούν να φιλοξενήσουν πλανητικά συστήματα και ο αριθμός των δυνητικά κατοικήσιμων πλανητών. Περιλαμβάνει επίσης πρόσφατα δεδομένα από τον δορυφόρο Kepler της NASA σχετικά με τους εξωπλανήτες που θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν ζωή.
Οι ερευνητές προσαρμόσαν την εξίσωση ώστε να αφορά όχι μόνο τον αριθμό των πολιτισμών που υπάρχουν σήμερα, αλλά και την πιθανότητα να υπήρξε ποτέ μόνο ένας πολιτισμός. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι πιθανότητες να αναπτυχθεί ένας προηγμένος πολιτισμός θα πρέπει να είναι μικρότερες από μία στις 10 δισεκατομμύρια τρισεκατομμύρια για να είναι οι άνθρωποι η μοναδική νοήμων ζωή στο Σύμπαν. Εκτός αν οι πιθανότητες εξέλιξης προηγμένης ζωής σε έναν κατοικήσιμο πλανήτη είναι εξαιρετικά χαμηλές, η ανθρωπότητα δεν είναι ο μόνος προηγμένος πολιτισμός που υπήρξε ποτέ, με τα δεδομένα του Kepler να υποδηλώνουν ότι τεχνολογικά ανεπτυγμένοι εξωγήινοι είναι πιθανό να έχουν υπάρξει κάποια στιγμή.
