Amennyire tudjuk, a földönkívüli életnek sziklás bolygókra van szüksége az élethez. Lehetséges, hogy az ilyen bolygók tele voltak szénnel, és a korai életformák olyan világokban jelennek meg, amelyekben gyémántrétegek vannak a kéreg alatt, és a szénfekete felszíni kőzeteket.
Natalie Mashian és Avi Loeb közelmúltban végzett tanulmánya a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központban a bolygók képződését vizsgálta a szénnel fokozott fémszegény csillagok (CEMP) körül. Az ilyen csillagok valószínűleg a korai világegyetemben képződtek, miután a hatalmas csillagok első generációja elégette a nukleáris üzemanyagot, és szupernóvákként felrobbant. Ha vannak ilyen bolygók körül bolygók, ez azt jelenti, hogy az élet megjelenhetne az univerzumban a századik milliárd évvel a Nagyrobbanás után, 13, 8 milliárd évvel ezelőtt. A korábbi tanulmányok szerint hosszabb időt vehet igénybe; a legrégibb eddig felfedezett exoplanet rendszer, a Kepler 444, körülbelül 11, 2 milliárd éves csillagot vesz körül.
Az olyan elemeket, mint a vas és a szilícium, általában úgy tekintik, mint alapvető fontosságúak a bolygók készítéséhez, mivel porszemcséket képeznek, amelyek körül nagyobb testek képezhetnek gravitációs akkreditációval. Még a hidrogénben gazdag gáz óriások, mint például a Jupiter, ilyen "magból" indultak. A CEMP-kben azonban nincs annyi nehéz elem, mint például a vas, mint a mi Napunkban, csupán százszázadik, ami csak valamit mond, mivel a Nap csak 0, 003 százaléka a vas. Tehát ha a CEMP-k elsősorban a gázfelhőkből és a szén-, oxigén- és nitrogénporból származnak, az egyik kérdés az, hogy kialakulhatnak-e olyan szilárd felületekkel bolygók, mint a Föld.
Mashian és Loeb azt sugallják, hogy a bolygók valójában felhalmozódhatnak egy ilyen ködben, tehát a CEMP körül. A csillagászok talán megtalálják őket a legújabb űrteleszkópokkal és jövőbeni műszerekkel, például a James Webb Űrtávcsővel, amikor online jönnek. "A módszerek ugyanazok [mint az előző exoplanet-missziók esetében]" - mondta Loeb a Smithsonian.com-nak. "Olyan bolygót keresne, amely áthalad a csillagukon."
Tanulmányukban Mashian és Loeb modellezik a CEMP-k távolságát, amelyet a bolygók képeznének, és milyen nagyok lennének. Az ilyen bolygóknak kevés vas és szilícium lenne, ezek az elemek képezik a Föld nagy részét. Ehelyett gazdagabbak lennének a szén. Megállapították, hogy a maximális méret a Föld sugarainak körülbelül 4, 3-szerese. A szénbolygó - a tanulmány szerint - sok szénhidrogén-molekula kialakulását is lehetővé tenné a felszínen, feltéve, hogy a hőmérséklet nem túl magas. És bármely bolygó, amelynek tömege kevesebb, mint körülbelül 10-szerese a Föld tömegének, sok szén-monoxidot és metánt mutat a légkörében - mondja a tanulmány.
A könnyebb elemekben gazdag ködben hozzátette, hogy valószínűleg van víz is, a bioszféra másik kulcsfontosságú alkotóeleme. "A hidrogén még alacsony oxigénszint mellett is hajlamos arra, hogy vele kombinálódjon és vizet készítsen" - mondta. Tehát egy szén bolygón víz lehet jelen. Loeb egy nyilatkozatában kijelentette, hogy mivel maga az élet szén-dioxid-alapú, az jó az élő dolgok megjelenésében.
A CEMP-k annyira gyengék a nehezebb elemekben, mert az első csillagok maradványaiból épültek fel, amelyek megjelennek az univerzumban - a nap tömegének százszorosához tartozó behemotokhoz. A hatalmas csillagmag olyan, mint egy hagyma. A magfúzió által létrehozott legnehezebb elemek a középpont felé irányulnak - a vas, a magnézium és a szilícium a legbelső rétegekben található, míg a szén, az oxigén, valamint a fennmaradó hélium és hidrogén a külső rétegekben vannak. Loeb szerint a belső rétegekben lévő anyag nagy része - ezek a nehezebb elemek - visszaesik a fekete lyukba, amely akkor képződik, amikor a csillag szupernóvává válik. Eközben a világosabb elemeket az űrbe dobják, hogy új csillagokat képezzenek. Azok a csillagok, amelyek az elsőből megmaradt gázokból képződnek, gyenge lenne olyan fémekben, mint a vas, de szénben gazdagok - a CEMP-k.
Csak később, amikor a kevésbé hatalmas csillagok öregednek és szupernóvákként robbannak fel, nehezebb fémek léphetnek ki. Egy 25 tömeg alatti csillag egy neutroncsillagba esik, vagy fehér törpévé válik. A fekete lyukaktól eltérően a neutroncsillagok és a fehér törpék nem mennek el gyorsabban, mint a fény, így a szupernóva robbanás sokkal nagyobb valószínűséggel terjeszti a vasat a csillag magjából. Ez az oka annak, hogy a csillagoknak, mint például a napnak, annyi vasa van, mint őkben, és a Földnek ezért még nehezebb elemei vannak.
Hogy vannak-e ilyen bolygók életük, vagy sem, továbbra is nyitott kérdés. Maga a tanulmány inkább a bolygók kialakulásának elősegítésével foglalkozik, ami az élet elengedhetetlen lépése. "A végzős hallgatóm [mashian] konzervatív" - mordult fel Loeb. Az élet jeleinek megtekintéséhez meg kell látni a kérdéses bolygók légkörét. A cél az oxigén aláírása lenne, amely valamilyen módon nem tudja feltölteni, és eltűnik a bolygó légköréből, amikor reagál a felszíni kőzetekkel. A Földön az oxigént növények termelik, amelyek felveszik a szén-dioxidot. A saját bolygónk légkörét néző idegenek észrevehetik, hogy valami fel van állva.
Az ilyen légkör látása - ha feltételezzük, hogy maguk a bolygók megtalálhatók - valószínűleg erősebb távcsövekre lesz szükség, mint amelyek jelenleg elérhetők. "[A James Webb Űrtávcső] csekély mértékben teheti meg a legközelebbi csillagoknál" - mondta. "De a CEMP tízszer messze van."
