Izvanzemaljski svjetovi mogu biti zarobljeni u vječitom danu ili vječnoj noći

Spavaju li izvanzemaljci? Možda uzimate san zdravo za gotovo, ali istraživanja sugeriraju da mnogi planeti koji bi mogli razviti život nemaju ciklus dana i noći.

---

Teško je to zamisliti, ali postoje organizmi koji žive u tamnim staništima na Zemlji, duboko pod zemljom ili na dnu mora, koji nam daju uvid u to kako bi mogao izgledati život na drugim planetima bez cirkadijalnog ritma. U našoj galaksiji postoji milijarde potencijalno nastanjivih planeta. Kako dolazimo do ovog broja? Mliječna staza ima između 100 milijardi i 400 milijardi zvijezda. Sedamdeset posto tih zvijezda su mali, hladni crveni patuljci, poznati i kao M-patuljci. Detaljna anketa egzoplaneta iz 2013. godine procijenila je da 41% M-patuljaka ima planet koji kruži u njihovoj nastanjivoj zoni, području u kojem planet ima pravu temperaturu za postojanje tekuće vode.

Prema objašnjenju Maureen Cohen, postdoktorandice na istraživanju globalnih klimatskih modela Venere na The Open University, ti planeti imaju samo potencijal za postojanje tekuće vode. Još uvijek ne znamo ima li neki od njih stvarno vodu, a kamoli život. Ipak, procjenjuje se da postoji 28,7 milijardi planeta u nastanjivoj zoni M-patuljaka, a ovaj broj ne uključuje planete koji kruže oko drugih vrsta zvijezda, poput našeg Sunca.

Stjenoviti planeti koji kruže u nastanjivoj zoni M-patuljaka nazivaju se M-Zemlje. M-Zemlje se razlikuju od Zemlje na temeljne načine. Budući da su M-patuljci mnogo hladniji od Sunca, planeti u njihovoj zoni su bliže, što povećava gravitacijsku silu koju zvijezda ima na planet. Gravitacija jače povlači bližu stranu planeta nego udaljeniju, stvarajući trenje koje tijekom dugih vremenskih razdoblja usporava rotaciju planeta dok se ne sinkronizira s njegovom orbitom. To znači da su većina M-Zemalja vjerojatno plimno zaključane, što znači da jedna hemisfera planeta uvijek gleda prema zvijezdi, dok druga ostaje u vječnoj tami.

Važnost cirkadijalnih ritmova

Godina plimno zaključanog planeta jednaka je trajanju njegovog dana. Mjesec je plimno zaključan za Zemlju, zbog čega uvijek vidimo samo jednu stranu Mjeseca, dok njegovu tamnu  (zapravo nije tamna) stranu nikada ne vidimo. Iako plimno zaključani planeti zvuče egzotično, većina potencijalno nastanjivih planeta vjerojatno je takva. Naš najbliži planetarni susjed, Proxima Centauri b (koji se nalazi u sustavu Alpha Centauri, četiri svjetlosne godine udaljen), vjerojatno je plimno zaključana M-Zemlja. Za razliku od Zemlje, M-Zemlje nemaju dan, noć ni godišnja doba. Međutim, život na Zemlji, od bakterija do ljudi, ima cirkadijalne ritmove prilagođene ciklusu dan-noć.

San je samo najočitiji od ovih ritmova. Cirkadijalni ciklus utječe na biokemiju, tjelesnu temperaturu, regeneraciju stanica, ponašanje i mnoge druge funkcije. Na primjer, osobe koje primaju cjepiva ujutro razvijaju više antitijela nego one koje ih primaju poslijepodne jer je imunološki sustav aktivniji ujutro.

Ne znamo koliko su važni periodi neaktivnosti i regeneracije za život. Možda bi bića koja su evoluirala bez cikličkog vremena mogla nastaviti bez potrebe za odmorom. Da bismo bolje razumjeli, možemo se osloniti na organizme na Zemlji koji žive u okruženjima bez svjetla, kao što su špiljski organizmi, dubokomorski život i mikroorganizmi u tamnim dijelovima Zemlje i ljudskog tijela. Mnogi od tih organizama imaju bioritmove koji su sinkronizirani s podražajima osim svjetla. Golokrtičasti štakori, koji cijeli život provode pod zemljom i nikada ne vide sunce, ipak imaju cirkadijalne ritmove prilagođene dnevnim i sezonskim ciklusima temperature i kiše. Dubokomorske školjke i škampi iz toplih izvora sinkroniziraju se s plimom i osekom oceana. Bakterije u ljudskom probavnom sustavu sinkroniziraju se s melatoninskim promjenama u svom domaćinu. Melatonin je hormon koji tijelo proizvodi tijekom noći, kao odgovor na smanjenje svjetlosti.