Promieniowanie kosmiczne a życie na egzoplanetach
Cząstki o olbrzymich energiach, ponad sto milionów razy większych niż te osiągane w ziemskich akceleratorach, nieustannie bombardują naszą planetę. Gdyby nie ochronna warstwa pola magnetycznego i atmosfery, ciągły napływ promieniowania kosmicznego mógłby uniemożliwić powstanie życia na naszej planecie. W takim wypadku co z egzoplanetami ? Jak określić ich “odporność" na promieniowanie?
W trakcie poszukiwania egzoplanet sprzyjających życiu podobnemu do ziemskiego, podstawową wytyczną jest sprawdzenie orbity obiektu. W zależności od jasności gwiazdy macierzystej określa się optymalne trajektorie w tak zwanej “ekosferze", czyli obszarze, gdzie może występować woda w stanie ciekłym. Ekosfera nazywana jest także strefą Goldilocka.
Jednakże występowanie ciekłej wody to nie wszystko. Równie istotne jest promieniowanie kosmiczne, które może oddziaływać na powierzchnię danej planety. Cząstki promieniowania to przede wszystkim jądra atomowe, protony i jądra wodoru. W zderzeniach z cząstkami powietrza tworzą “deszcze" innych cząstek, włączając w to miony. Część z nich dociera do powierzchni Ziemi, a ze względu na obojętny ładunek mogą penetrować także litosferę. Ich przejściu towarzyszy jonizacja ośrodka, którym może być także tkanka lub komórki organizmu żywego. Gdyby deszcz tych cząstek był bardzo obfity, Ziemia mogłaby być martwą planetą.
Według modeli zaproponowanych przez naukowców, pozbawienie Ziemi pola magnetycznego zwiększyłoby dwukrotnie dawkę promieniowania na powierzchni, czego byśmy najprawdopodobniej nawet nie odczuli. Tak naprawdę przed promieniowaniem kosmicznym chroni nas inny czynnik, który przykładowo na Marsie nie jest mocno rozwinięty... Chodzi oczywiście o atmosferę.
Gdyby atmosfera Ziemi była dziesięć razy cieńsza, dawka promieniowania na powierzchni wzrosłaby o dwa rzędy wielkości. Tak więc bez pola magnetycznego moglibyśmy oczekiwać narodzin życia, ale bez gęstej atmosfery byłoby to znacznie trudniejsze.
Zakładało się, że istnienie życia na planetach krążących w okolicach czerwonych karłów (ponad 80 proc. gwiazd w naszej galaktyce) jest utrudnione, także ze względu na hipotetyczny brak pola magnetycznego planet w takich układach. Jednakże wyniki symulacji komputerowych wskazują na to, że ważniejsza od pola magnetycznego jest gęstość i grubość atmosfery planety. To pozwala nam przypuszczać, że w rodzinach czerwonych karłów występują planety z gęstą atmosferą, chroniącą przed promieniowaniem.
