Forskare har funnit att steniga exoplaneter som bildades tidigt i galaxens liv verkar ha haft större chans att utveckla ett magnetfält och plattektonik än planeter som bildades senare. Eftersom båda dessa förhållanden anses gynnsamma för livets utveckling, detta betyder att om det finns liv i galaxen, det kan ha utvecklats tidigare än senare, och att planeter som bildats mer nyligen kan ha mindre chans att utveckla liv.

Som ledande vetenskapsman, planetforskaren Craig O'Neill sa, "Plattektoniken är viktig för beboelighet, och det ser ut som att de optimala förhållanden plattektoniken existerade för planeter som bildas tidigt i galaxens livslängd, och kan vara osannolikt att lätt återkomma. För livet, det kanske var hur bra som helst."

Exoplaneter – planeter i omloppsbana runt avlägsna stjärnor – har väckt stort intresse på grund av möjligheten att vissa av dem kan hysa liv. Presentera resultaten vid Goldschmidt geokemikonferens, Professor Craig O'Neill (direktör för Macquarie Planetary Research Centre, Macquarie University) fortsatte, "På grund av de stora avstånden, vi har en begränsad mängd information om dessa exoplaneter, men vi kan förstå vissa faktorer, såsom position, temperatur, och en uppfattning om exoplaneternas geokemi. Detta gör att vi kan modellera hur de utvecklas."

Genom att använda enorma simuleringar som involverar hundratals processorer på Australian National Computing Infrastructure, teamet körde parametrarna genom ASPECT geodynamisk kod, som simulerar utvecklingen av planeternas inre. O'Neills grupp kunde visa att många tidiga planeter skulle ha tenderat att utveckla plattektonik, vilket är gynnsamt för livets utveckling.

Han lade till, "Plattektoniken fungerar som en slags termostat för jorden som skapar förutsättningarna som tillåter liv att utvecklas. Jorden har mycket järn i sin kärna, och vi hade antagit att detta skulle vara nödvändigt för den tektoniska utvecklingen. Men vi fann att även planeter med lite järn kan utveckla plattektonik om timingen är rätt. Det här var helt oväntat."

Utvecklingen av plattektonik har en stor genomslagseffekt. "Planeter som bildades senare kanske inte har utvecklat plattektonik, vilket betyder att de inte har denna inbyggda termostat. Detta påverkar inte bara yttemperaturen, detta betyder att kärnan förblir varm, som hämmar utvecklingen av ett magnetfält. Om det inte finns något magnetfält, planeten är inte skyddad från solstrålning, och kommer att tendera att förlora sin atmosfär. Så livet blir svårt att upprätthålla. En planet måste ha tur för att ha rätt position och rätt geokemi vid rätt tidpunkt om den ska kunna upprätthålla liv, sa professor O'Neill.

Forskare vet att den övergripande kemiska balansen i galaxen har förändrats över tiden av olika anledningar, såsom material som smälter samman till stjärnor och planetkroppar, eller utvisas genom supernova. Det betyder att det interstellära materialet som är tillgängligt för att bilda planeter skiljer sig väsentligt från det som finns tillgängligt i den tidiga galaxen.

"Så planeterna som bildades tidigare gjorde det under gynnsamma förhållanden för att tillåta utveckling av liv, sa O'Neill, "Dessa förhållanden blir allt sällsyntare i vår galax."

kommenterar, Professor Sara Russell sa:"Under de senaste åren, fantastiska projekt som NASA Kepler-uppdraget har lokaliserat tusentals planeter som kretsar runt andra stjärnor. Dock, enbart dessa exoplanetobservationer ger mycket grundläggande information. Det är så viktigt att kombinera observationskampanjer med stora simuleringsprojekt som detta, som verkligen säger oss något om den geologiska utvecklingen av planeter som bildas vid olika stadier av galaktisk utveckling. Detta gör det möjligt för oss att bygga en bild av hur dessa konstiga världar kan se ut, och hur beboeliga de kan vara."

Sara Russell är medlem i Geochemical Societys vetenskapliga kommitté. Hon är professor i planetära vetenskaper och ledare för Planetary Materials Group på Naturhistoriska museet, London. Hon var inte involverad i detta arbete.

Från och med den 5 juni, NASA har bekräftat upptäckten av 4158 exoplaneter i vår galax (se exoplanets.nasa.gov/). De närmaste exoplaneterna som hittills hittats kretsar runt stjärnan Proxima Centuri, som är cirka 4 ljusår från jorden (senaste data indikerar antingen 2 eller 3 exoplaneter).