Zanim jeszcze pomyślałeś — planety już powstawały

Mam dla ciebie wiadomość, od której może ci szczęka opaść.

Naukowcy właśnie odkryli dowody na to, że skaliste planety — prawdziwe światy zbudowane z skał i metali, być może nawet z wodą — mogły zacząć się formować znacznie wcześniej, niż nam się wydawało. Znacznie. Dosłownie zaledwie 100 milionów lat po Wielkim Wybuchu.

Daj sobie chwilę, żeby to przetrawić.

Wszechświat ma około 13,8 miliarda lat. Jeśli więc mówimy, że planety powstawały już przy 100 milionach — to jakby dziecko urodziło się i nauczyło chodzić w ciągu pierwszych sekund życia. Kosmicznie błyskawicznie.

Skąd się wzięły składniki?

Tu zaczyna się robić naprawdę fascynująco. To właśnie pierwsze gwiazdy stworzyły materiał, z którego później powstały planety — i to przez swoją śmierć.

Niektóre z najstarszych gwiazd były potężnymi olbrzymami. Kiedy umierały, nie odchodziły cicho. Wybuchały jako spektakularne supernowe, rozrzucając węgiel, tlen i żelazo po całym wszechświecie.

Te eksplozje były pierwszymi wielkimi źródłami „ciężkich pierwiastków" potrzebnych do budowy planet. Pomyśl o tym jak o kosmicznym recyklingu w największej możliwej skali. Gwiazdy umierały po to, by światy mogły się narodzić.

Dr Daniel Whalen z Uniwersytetu w Portsmouth ujął to pięknie: „Prekursory planet skalistych mogą formować się wokół małych, długowiecznych gwiazd w szczątkach pierwszych kosmicznych eksplozji zaledwie 100 milionów lat po Wielkim Wybuchu."

Jeden szczególny typ eksplozji, zwany supernową typu pair-instability, jest absolutnie oszałamiający. Pojedyncza taka eksplozja może wyrzucić w przestrzeń więcej niż 100 razy masę Słońca w postaci ciężkich pierwiastków. Prawie nie do pojęcia — ile materiału do budowy planet w jednej katastrofalnej chwili.

Światy podobne do Ziemi we wczesnym wszechświecie

Kiedy badacze przeprowadzili symulacje komputerowe tego, co działo się w tamtych wczesnych epokach, odkryli coś niezwykłego: obracające się dyski wzbogaconego materiału formujące się wokół młodych gwiazd. Te dyski to w zasadzie miejsca narodzin układów planetarnych — takie same struktury, z których w końcu powstał nasz Układ Słoneczny.

W jednej symulacji znaleźli dysk wokół młodej gwiazdy o masie około 70% masy naszego Słońca. W tym dysku nagromadziło się wystarczająco dużo materiału stałego, by stworzyć kilka mas Ziemi w postaci budulca planet. A tutaj robi się ciekawie: ten materiał znajdował się w przybliżeniu w takiej samej odległości od swojej gwiazdy, jak Ziemia od Słońca.

To nie jest zbieg okoliczności, który można tak po prostu zignorować. Ta odległość to miejsce, gdzie temperatury pozwalają istnieć ciekłej wodzie — a to w zasadzie idealny punkt dla potencjalnie zamieszkiwalnych światów.

Niespodzianka z wodą

Ale jest coś, co naprawdę mnie zszokowało, kiedy czytałem o tych badaniach.

Symulacje pokazały, że te wczesne dyski zawierały spore ilości wody. Nie śladowe ilości — spore. Mówimy o ilościach zaledwie kilka razy mniejszych niż te, które były dostępne podczas formowania naszego Układu Słonecznego.

To oznacza, że podstawowe składniki potrzebne do tego, by coś mogło zamieszkiwać dane miejsce, nie tylko były obecne we wczesnej historii wszechświata. Były obecne w znaczących ilościach, na właściwych odległościach od gwiazd, w odpowiednich warunkach, by potencjalnie móc podtrzymać życie, jakie znamy.

Uważa się, że Ziemia zawdzięcza sporą część swojej wody materiałowi, który pozostał podczas procesu budowy planety. Gdyby te wczesne światy miały podobne warunki, mogły podążyć podobną drogą.

Co to oznacza dla poszukiwania życia?

I tutaj zaczyna się robić naprawdę interesująco. Jeśli skaliste planety i ich składniki formowały się tak szybko po Wielkim Wybuchu, to okno możliwości dla życia było otwarte znacznie dłużej, niż nam się wcześniej wydawało.

Przez miliardy lat mogły istnieć światy z wodą, ze skalistymi powierzchniami, z podstawową chemią potrzebną do tego, by życie mogło się pojawić. To jednocześnie ekscytujące i nieco pokorne.

Oczywiście „mogły powstać" nie znaczy „na pewno powstały" ani że życie na pewno się pojawiło. Ale oznacza to, że możliwość istniała, znacznie wcześniej niż kiedykolwiek podejrzewaliśmy.

Przyzwyczailiśmy się do myślenia o Ziemi jako o względnie starej w skali kosmicznej — uformowała się około 4,5 miliarda lat temu, gdy wszechświat miał już jakieś 9 miliardów lat. Ale te odkrycia sugerują, że światy podobne do Ziemi mogły się formować, gdy wszechświat był jeszcze w zasadzie przedszkolakiem.

Co z tego wynika?

To badanie poszerza nasze rozumienie tego, kiedy i jak mogły powstawać układy planetarne. Sugeruje, że wszechświat był znacznie bardziej produktywny w swoich wczesnych dniach, niż mu dawaliśmy kredyt zaufania.

I szczerze? Uważam to za piękne. Te same kosmiczne procesy, które dały nam nasz dom — śmierć starożytnych gwiazd, rozrzucanie pierwiastków, stopniowe budowanie światów — działały niemal od samego początku.

Przepis na planety i potencjalnie życie był zapisany w pierwszych rozdziałach wszechświata. My dopiero zaczynamy te strony czytać.