Zo všetkých miest, na ktoré sme sa vo vesmíre pozerali, iba Zem nám poskytla dôkazy o existencii života. Ale prečo? Pretože život je zriedkavý a vyžaduje si od nás všetky podmienky, ktoré máme na Zemi, aby sme ich udržali? Alebo preto, že život je všadeprítomný, ale našli sme ho tu, pretože bolo najjednoduchšie ho nájsť?
Pretože všetko na Zemi je usporiadané tak, ako je, sme zvyknutí veriť, že keby sme mali planétu a hviezdu s rovnakými vlastnosťami ako Zem a Slnko - v rovnakom veku, s rovnakými obežnými vzdialenosťami, veľkosťami a hmotami, od z tých istých materiálov, potom by sme dostali život znova. Tiež predpokladáme, že iné kombinácie sú menej pravdepodobné. Ale všetky naše predpoklady môžu byť nesprávne. Zem môže byť taká vzácna ako život.
V roku 2015 NASA oznámila objav Kepler-452b a označila ho za „najexpodobnejší exoplanet podobný Zemi“, aký bol kedy objavený. Samozrejme, mala veľa podobností so Zemou a jej hviezda mala veľa podobností so Slnkom:
- Jej domovská hviezda je veľmi podobná Slnku, pokiaľ ide o teplotu, hmotnosť a veľkosť: je to hviezda G2, ktorá má rovnaký jas a celkovú životnosť.
- Rotuje takmer v rovnakej vzdialenosti a približne v rovnakom období ako naša planéta okolo Slnka: 385 dní namiesto 365.
- Hviezda, okolo ktorej sa točí, nie je oveľa rozvinutejšia ako naše Slnko: je staršia o 1,5 miliardy rokov, čo znamená, že je o 20% energeticky silnejšia a 10% chladnejšia.
Propagačné video:
- Samotná planéta nie je oveľa väčšia ako naša Zem a jej polomer je o 60% väčší.
Aj keď sa vám tieto podmienky môžu zdať „podobné pozemským“, objavený svet samozrejme nemá nič spoločné so Zemou.
V našej slnečnej sústave je rozdiel medzi Zemou a Venušou malý: polomer asi 5%. Pre porovnanie, rozdiel medzi Zemou a Uránom alebo Neptúnom je obrovský: tieto svety majú štvornásobok veľkosti Zeme v polomere. Preto sa asi o 60% viac nemusí zdať také preháňanie, existuje však veľká pravdepodobnosť, že nájdeme pevnú planétu s tenkou atmosférou, ktorá bude mať vlastnosti plynového obra: veľkú vrstvu ľahkých atmosférických plynov. V skutočnosti existuje veľmi úzke okno, ktoré by sa malo považovať za „pozemské“, pokiaľ ide o veľkosť planéty, a odchýlka viac ako 10 - 20% od pozemskej veľkosti by bola príliš veľká.
Existuje však každý dôvod domnievať sa, že pozemské planéty sú dosť bežné. Najnovšie výsledky z Keplerovho ďalekohľadu ukazujú, že na disku Mliečnej dráhy je najmenej 17 miliárd planét Zeme a najmenej niekoľko percent hviezd bude mať v blízkosti najmenej jeden svet podobný Zemi. Zatiaľ čo naším konečným cieľom je, samozrejme, nájsť svet s pokročilým biologickým životom - pokiaľ možno svet so životom počas kambrianskeho výbuchu - naše myšlienky sa vždy vracajú k dvojčeku Zeme. Ale taký dvojitý, aj keď existuje, nemusí byť najlepším miestom na pozeranie.
Naše Slnko je 4,6 miliardy rokov stará hviezda triedy G. Aj keď si myslíme, že je to jedna z najbežnejších, nie je to: naša hviezda je hmotnejšia ako 95% všetkých hviezd. M trpaslíci, malé červené hviezdy, sú najbežnejším typom hviezd vo vesmíre: tri štvrtiny všetkých hviezd sú trpaslíci. Oceány na našej planéte sa budú variť o miliardu rokov, ale hviezdy M zhoria pri stabilnej teplote desiatky biliónov rokov.
"Kepler" našiel mnoho pozemských planét v blízkosti týchto M-hviezd, ktoré sa nachádzali vo vhodných miestach pre vodu na svojom povrchu v tekutom stave a ktorých hmotnosť bola celkom vhodná pre pozemské vymedzenie. A zatiaľ čo hviezdy typu M s väčšou pravdepodobnosťou emitujú svetlice a planéty by mali byť k nim bližšie, pre ich planéty tiež poskytujú stabilnejšie prostredie s menším ultrafialovým žiarením a zvýšenou ochranou pred násilnými prejavmi medziplanetárneho a medzihviezdneho priestoru. Sila prílivu od ich hviezd je tiež silnejšia a ich skrátená orbitálna perióda im poskytuje ľahký spôsob, ako vytvoriť veľké magnetické pole a prípadne chrániť proti svetlu.
Tieto systémy sú pomerne bežné, ale dvojité systémy Zeme nie sú. Čo potrebujeme pre skutočné „dvojité“? Najprv potrebujeme hviezdu ako Slnko. To znamená, že hviezda by nemala byť iba rovnakého typu teploty a spektra, ale mala by byť približne rovnako stará. Život si vyžaduje čas, aby sa vyvinul a vyvinul v niečo zaujímavé, čo znamená, že potrebujeme hviezdny systém, ktorý má mnoho miliárd rokov. Nemôžeme však čakať príliš dlho, pretože s vekom hviezd rastie oblasť jadra, ktorá spája vodík s héliom, a zvyšuje sa výstupný výkon (a tým aj jas a teplota). Nakoniec, planéty (ako Zem), ktoré boli kedysi obývateľné, sa stanú príliš horúcimi, vriacou vodou a bránia rozvoju života.
Povedzme, že máme okno 1 - 2 miliardy rokov, čo je asi 10% života hviezdy. V našej galaxii je asi 200 - 400 miliárd hviezd a asi 7,6% z nich sú hviezdy triedy G, napríklad naše Slnko. Napriek tomu, že naše Slnko je presnejšie klasifikované ako hviezda G2V, stále to znamená, že asi 10% všetkých hviezd triedy G bude rovnakého typu ako naše Slnko. Na vrchole sú 400 miliárd hviezd, z ktorých 7,6% patrí do triedy G, z ktorých 10% patrí do tej istej podtriedy ako Slnko, z ktorých 10% predstavuje správny vek pre zaujímavý život. Jedná sa o 300 miliónov hviezd. Ale ani potom nebudú mať všetky z nich dosť ťažkých prvkov na vytvorenie pozemského sveta.
Nad nimi môžete vidieť spektrum Slnka. Inými slovami, čiary, ktoré vidíte, predstavujú najrôznejšie atómy a ich vzťahy. Na Slnku ich je veľa a majú veľmi špecifické vzťahy. Ukazovateľ, ktorý nie je vodík alebo hélium, ale syntetizuje materiály na Slnku, astronómovia nazývajú metalizáciou. Ak chceme pozemskú planétu, potrebujeme hviezdy so solárnymi kovmi. Nie je to také zlé; až 25% hviezd, ktoré sa vytvorili v rovnakom čase ako naše Slnko, boli hviezdami strednej populácie I a mnoho z nich (asi 15%) malo rovnakú metalicitu ako naše Slnko.
Ukazuje sa, že v našej galaxii je 11 miliónov hviezd ako naša, s rovnakým indexom ťažkých prvkov. Koľko z týchto 11 miliónov solárnych „dvojčiat“má dvojčatá Zeme vo svojich obývateľných zónach?
Potrebujeme vytvoriť solídnu planétu správnej veľkosti, s dostatočným počtom prvkov, so správnym množstvom vody a na správnom mieste, aby sme boli považovaní za dvojča Zeme. Všetky tieto problémy sú vzájomne prepojené. Človek by si myslel, že ak by centrálna hviezda mala správny elementárny počet, potom by výsledné planéty mali mať rovnaké pomery hustoty k polomerom ako v našej slnečnej sústave. Ale ak má vaša planéta o 20% väčší polomer ako Zem, určite získate obálku ľahkých plynov - vodík a hélium - ktoré budú chrániť vašu planétu, aj keď ste vo vnútornej časti slnečnej sústavy.
Svet, ktorý je o 60% väčší ako Zem, bude päťnásobkom svojej hmotnosti, čo je príliš veľa na to, aby to bola pevná planéta s tenkou atmosférou. Ak znova prejdeme všetky odhady, dostaneme od štyridsiatich do stotisíc pozemských planét s obežnými dráhami pozemského typu okolo hviezd slnečného typu. S 400 miliardami hviezd sú šance veľmi malé.
Pamätajte, že skutočným účelom hľadania takýchto planét je nájsť svety, ktoré môžu podporovať život podobný Zemi. A ak je to cieľ, nehľadajte „dvojité“Zeme; je lepšie hľadať menšie planéty v blízkosti hviezd triedy M. Je lepšie hľadať pozemské svety v potenciálne obývateľných zónach blízko hviezd. Existuje mnoho ďalších možností.
ILYA KHEL