Για δεκαετίες, η αστροφυσική παλεύει με ένα θεμελιώδες ερώτημα: γιατί ορισμένοι πλανήτες είναι πλημμυρισμένοι από νερό, ενώ άλλοι παραμένουν εντελώς ξηροί; Στην κλασική εικόνα της πλανητικής εξέλιξης, το νερό προέρχεται από εξωτερικές πηγές – κομήτες που συγκρούονται με νεαρούς πλανήτες, μεταφορά υλικού από τις παγωμένες παρυφές ενός συστήματος ή μακρινές μεταναστεύσεις που επιτρέπουν τη διατήρηση του πάγου. Ωστόσο, ένα νέο πείραμα δείχνει ότι η πραγματικότητα ίσως είναι πολύ πιο τολμηρή και πολύ πιο… εσωτερική.
Μια ομάδα ερευνητών από το Lawrence Livermore National Laboratory, με επικεφαλής τον Harrison Horn, δημοσίευσε στη Nature μια μελέτη που προτείνει ένα μηχανισμό παραγωγής νερού στο ίδιο το εσωτερικό κάποιων πλανητών. Οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν στους υπο-Ποσειδώνιους πλανήτες με ακτίνα δύο έως τεσσάρες φορές εκείνης της Γης. Είναι εξαιρετικά κοινοί στον Γαλαξία, αλλά εντελώς απόντες από το δικό μας σύστημα. Το παράδοξο με αυτούς τους κόσμους είναι ότι πολλοί βρίσκονται ασυνήθιστα κοντά στα μητρικά τους άστρα, σε θερμοκρασίες που καθιστούν την παρουσία επιφανειακού νερού μάλλον απίθανη. Παρ’ όλα αυτά, τεκμήρια υγρασίας φαίνεται να εμφανίζονται σε ορισμένες παρατηρήσεις.
Η απορία ήταν λοιπόν εύλογη: πώς μπορεί ένας πλανήτης καρφωμένος δίπλα στο άστρο του να αποκτήσει νερό; Η επικρατούσα εξήγηση μέχρι τώρα ήταν ότι αυτά τα ίχνη προέρχονταν από εξαιρετικά περίπλοκα σενάρια – πλανητικές μετακινήσεις, παγωμένα υλικά που μεταφέρονται από απομακρυσμένες περιοχές, ακόμη και συγκρούσεις με αντικείμενα γεμάτα πάγο. Κανένα από αυτά δεν ήταν ιδιαίτερα οικονομικό ή εύκολο να επαληθευτεί.
Το νέο πείραμα ανοίγει μια εντελώς διαφορετική οπτική. Χρησιμοποιώντας μια συσκευή που μπορεί να αναπαράγει πιέσεις και θερμοκρασίες αντίστοιχες με εκείνες στα έγκατα ενός εξωπλανήτη, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα μοντέλο των συνθηκών που επικρατούν στη διεπιφάνεια μεταξύ της πυκνής ατμόσφαιρας πλούσιας σε υδρογόνο ενός υπο-Ποσειδώνιου πλανήτη και του ωκεάνιου μάγματός του. Εκεί, σε ένα περιβάλλον άκρως εξωτικό, το λιωμένο πυριτικό υλικό αντιδρά με το υδρογόνο, απελευθερώνοντας οξυγόνο. Το οξυγόνο αυτό δεν μένει ανενεργό, αλλά συνδυάζεται ξανά με το υδρογόνο και παράγει νερό σε ποσότητες πολύ μεγαλύτερες από όσες αναμενόταν.
Αν αυτή η αντίδραση αποδειχθεί ότι συμβαίνει πράγματι σε πλανήτες, τότε το συμπέρασμα είναι εντυπωσιακό: ορισμένοι ξηροί, καυτοί κόσμοι μπορεί όχι μόνο να διαθέτουν νερό, αλλά να το παράγουν συνεχώς από το ίδιο τους το εσωτερικό. Η σημασία αυτού του μηχανισμού είναι διπλή. Πρώτον, προσφέρει μια ρεαλιστική εξήγηση για την εμφάνιση υδρατμών ή άλλων ενδείξεων νερού σε πλανήτες που θεωρούνταν ακατάλληλοι για τη διατήρησή του. Δεύτερον, μετατοπίζει τη συζήτηση γύρω από τη δημιουργία κατοικήσιμων περιβαλλόντων: το νερό ίσως να μην χρειάζεται να μεταφερθεί ή να διατηρηθεί, αλλά μπορεί να παραχθεί επί τόπου.
Η ομάδα του Horn υπογραμμίζει ότι το συγκεκριμένο χημικό μονοπάτι δεν αποτελεί κάποια ιδιαίτερη ή σπάνια εξαίρεση. Αντίθετα, θα μπορούσε να είναι συχνό σε πλανήτες αυτής της κατηγορίας, ιδίως σε όσους διαθέτουν παχιές ατμόσφαιρες υδρογόνου και έντονη γεωλογική δραστηριότητα. Αυτό ανοίγει την πόρτα σε ένα Σύμπαν πολύ πιο πλούσιο σε νερό από όσο νομίζαμε, με άμεσες συνέπειες για την αναζήτηση εξωγήινης ζωής.
Το νερό θεωρείται προϋπόθεση για τη βιωσιμότητα ενός πλανήτη, αλλά το πώς και πού σχηματίζεται παραμένει ακανθώδες ζήτημα. Αν πλανήτες κοντά στα άστρα τους μπορούν να παραγάγουν νερό χωρίς εξωτερική βοήθεια, τότε πολλοί από τους κόσμους που μέχρι σήμερα αποκλείαμε από τις λίστες αναζήτησης πιθανής ζωής ίσως αξίζουν δεύτερη ματιά. Μελλοντικοί στόχοι για παρατήρηση από τηλεσκόπια όπως το James Webb ή αποστολές επόμενης γενιάς μπορεί να επιλεγούν με εντελώς νέα κριτήρια: όχι μόνο με βάση την απόστασή τους από την κατοικήσιμη ζώνη, αλλά με βάση την ικανότητά τους να “συνθέτουν” το δικό τους νερό.
Αυτό το εύρημα δεν λύνει φυσικά όλα τα μυστήρια γύρω από την εξέλιξη των εξωπλανητών. Όμως προσθέτει ένα κρίσιμο κομμάτι στο παζλ, δείχνοντας ότι η πλανητική χημεία είναι πιο δημιουργική και πολύπλοκη από όσο είχαμε συνηθίσει να θεωρούμε. Αντί να βλέπουμε τους υπό-Ποσειδώνιους πλανήτες ως άνυδρες, αφιλόξενες σφαίρες, ίσως θα πρέπει να τις εξετάζουμε ως δυναμικά συστήματα όπου το νερό μπορεί να γεννηθεί από τις ίδιες τις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις ύλης και ενέργειας.
