Planéty nie sú jedinou možnosťou, kde by sa mohol mimozemský život skrývať inde

V nedávno zverejnenom článku Andrew Norton, viceprezident Kráľovskej astronomickej spoločnosti vo Veľkej Británii, hovoril o tejto novej perspektíve: možnosti, že je prítomný život, ako ho poznáme a ako ho očakávame, inde vo vesmíre. nielen na planétach v iných slnečných sústavách, ale aj na mesiacoch týchto planét.

Väčšina doteraz objavených planét patrí niektorým solárne systémy, to znamená, že sa otáčajú okolo hviezd (napríklad Zeme okolo Slnka) a sú „uväznení“ v ich gravitačnom poli. Boli tiež identifikované zriedkavé výnimky, takzvané „blúdiace“ planéty, ktoré neobiehajú okolo žiadnej hviezdy, ale chodia po vesmíre, pravidlom však sú planéty, ktoré sa otáčajú v poriadku na presne vymedzených obežných dráhach okolo hviezd.

Planéty môžu mať okolo seba stabilné dráhy, prírodné satelity alebo „mesiace“, ako napríklad náš Mesiac, prirodzený satelit Zeme, alebo Phobos a Deimos (mesiace Marsu), alebo Titan, Rhea, Dione, Tethys, Mimas, Enceladus, Iapetus (medzi satelitmi Saturn, ktoré sú staré viac ako 150 mesiacov a “ mesiace “, z ktorých bolo 53 pomenovaných), alebo Io, Europa, Ganymede a Callisto, najväčší zo 67 známych satelitov Jupitera (Ganymede je najväčší„ mesiac “v našej slnečnej sústave.)

Planéty obiehajúce okolo iných hviezd ako nášho Slnka sa nazývajú extrasolárne planéty, alebo exoplanéty, a ich prírodné satelity sú označené týmto výrazom exoluni.

Čo musí byť nebeské telo „obývateľné“?

Prvá exoplanéta bola objavená v roku 1995 a odvtedy bolo identifikovaných asi 1 800; ďaleko od našej slnečnej sústavy, sú samozrejme ťažko študovateľné, ale moderná technológia umožňuje ich výskum s určitou mierou presnosti. Je nemožné zatiaľ vedieť, či na nich žije život (o Marse, planéte vedľa nás, odtiaľto, z tej istej slnečnej sústavy sme sa nedozvedeli), ale dá sa odhadnúť, či by mohli žiť život - viac presne ak je daná exoplanéta v nepriamo obývateľná („obývateľná“) oblasť, alebo, ako sa mu hovorí, Oblasť zlatovlásky.

Všetko sa začína myšlienkou, že kvapalná voda je pre život nepostrádateľná, ako to vieme. Oblasť Zlatovláska je oblasť vesmíru vo vzdialenosti od hviezdy, ktorá umožňuje existenciu tekutej vody. - to znamená, že nie príliš blízko k hviezde, pretože teploty by boli príliš vysoké a všetka voda by sa vyparovala, a nie príliš ďaleko od hviezdy, pretože potom by boli teploty príliš nízke a exoplanéta by bola zamrznutým svetom. Andrew Norton v už citovanom článku vysvetľuje túto myšlienku tak, že ako príklady berie planéty z našej slnečnej sústavy: Venuša je príliš blízko k Slnku a príliš horúca, Mars je príliš ďaleko a príliš chladný, ale Zem je presne tam, kde má byť - kde je ani príliš horúce, ani príliš studené, jednoducho dobré žiť. Oblasť Zlatovláska sa môže líšiť od jednej slnečnej sústavy k druhej, v závislosti od toho, aká veľká a horúca je centrálna hviezda systému.

Iba niekoľko doteraz objavených exoplanét sa nachádza v obývateľnej zóne vzhľadom na ich hviezdu. Najsľubnejším (ak chcete, „najobývateľnejším“) sa zdá byť Kepler-186f, ktorý obieha okolo červeného trpaslíka, malej hviezdy s nízkou teplotou (samozrejme pre hviezdu), ktorá sa nachádza v súhvezdie Lebada, 500 svetelných rokov od Zeme. Kepler-186f je približne rovnako veľký ako Zem; má obdobie revolúcie 130 dní a je približne v rovnakej vzdialenosti od svojej hviezdy ako Merkúr od Slnka. V našej slnečnej sústave je Merkúr príliš blízko Slnka, aby bol obývateľný, je to horúca a nehostinná planéta; ale hviezda systému Kepler-186 je oveľa slabšia ako naše Slnko, takže exoplanéta Kepler-186f z nej prijíma oveľa menej svetla a tepla. Odborníci v skutočnosti vypočítali, že Kepler-186f prijíma asi tretinu energie, ktorú Zem prijíma od Slnka, takže by bola obývateľná, ale o hranici.

Ale to, že sa nachádza v oblasti Godilocks, ešte neznamená, že planéta má veľa vody, celé oceány. Podnebie planéty, vysvetľuje Andrew Norton, je oveľa komplikovanejšie, ako môžeme odvodiť iba na základe vzdialenosti medzi planétou a jej hviezdou. Podnebie planéty môže ovplyvňovať množstvo faktorov, ktoré môžu v extrémne zložitých vzájomných vzťahoch ovplyvňovať, čo dokazujú zmeny v podnebí Zeme počas jej existencie, od tropického podnebia až po ľadové doby pokryté ľadom. celú planétu.
Taktiež nestačí, aby sa exoplanéta nachádzala v obývateľnej zóne, aby mala obývateľný povrch. Mnohé z objavených exoplanét patria do kategórie takzvaných plynných gigantov, čím pripomínajú „náš“ Jupiter zložený prevažne z plynných zlúčenín, ktoré majú veľmi hustú atmosféru, ktorá vytvára obrovský tlak na povrch planéty. Nie, v našej súčasnej vízii možnosti mimozemského života potrebujeme pevné nebeské teleso, ako je Zem, s atmosférou, ktorá chráni a podporuje život.

Ak nie planéta, tak čo?

Tu sa začína formovať nová vízia: ak je exoplanéta v obývateľnej zóne typom plynného obra, nevhodného pre život, v jeho blízkosti by sme nenašli nič vhodnejšie, napríklad jeho „mesiac“.?

Nedávny výskum dvoch vedcov z Edinburghskej univerzity Duncana Forgana a Vergila Yotova, ktorí uskutočnili počítačové matematické modelovanie slnečných sústav s planétami, ktoré majú aj prírodné satelity (s prihliadnutím na rôzne faktory súvisiace s gravitáciou, zatmeniami, množstvom odrazeného žiarenia exoplanét, faktorov, ktoré by ovplyvňovali podnebie ich satelitov), naznačujú, že a výnimky by mohli poskytnúť priaznivé podmienky pre život.

V tejto chvíli hovoríme o exolonoch hypoteticky (ďalej uvidíte, ako sme na tom s ich objavom); Duncan Forgan a Vergil Yotov, ktorí sú presvedčení o presnosti svojho modelu, však rozdelili s jeho pomocou hypotetické výňatky do niekoľkých tried (obývateľné, horúce, ľadové a variabilné); najsľubnejšie by boli samozrejme tie z prvej kategórie, na ktorých by podľa teoretického modelu výskumníkov na viac ako 10% povrchu bola voda pri teplotách medzi 0 a 100 stupňami (tj. kvapalina), kolísanie okolo teploty stredná bytosť malá.

Horúce teploty by mali trvalé priemerné teploty nad 100 stupňov (povedzme, že sú príliš vysoké na celý život), a tie ľadové by boli príliš studené a boli by trvale zamrznuté; V obidvoch prípadoch by bolo obývateľných menej ako 10% plochy. Tí, ktorí patria do štvrtej kategórie, by boli v zásade obývateľní, ale veľkosť obytného priestoru by sa časom výrazne menila.

Celkovo by podľa štúdie týchto dvoch výskumníkov bolo podnebie exolonov oveľa zložitejšie, ako naznačoval predchádzajúci výskum; Je však dôležité, aby táto zložitosť nechávala priestor pre možnosť konkrétnej kombinácie parametrov vytvoriť súbor podmienok priaznivých pre vývoj života.

Nakoniec, prečo nie? Ak si vezmeme ako referenciu niečo, čo vieme - planéty v našej slnečnej sústave -, zistíme, že niektoré z nich majú mesiace, v ktorých je tekutá voda (aj keď sa iné podmienky nezdajú byť pre život príliš lákavé): výskum ukázal, že jeho satelit Enceladus Saturn, bol by tam oceán vody, skrytý pod hustou kôrou zamrznutých uhľovodíkov a odborníci tušia, plní nádeje, že aj v Európe, na satelite Jupitera, bude pod ľadom tekutá voda. Takže by to bolo možné

Svet, kde je voda, aj keď je spojená s veľkým množstvom ľadu, by mohol byť obývateľný; môžu existovať formy života schopné veľmi dobre odolávať takýmto podmienkam, a ešte ťažšie. Nezabúdajme na to a na Zemi žije život aj v oblastiach veľmi nehostinných pre ľudí, že existujú niektoré živé bytosti (nazývané extrémofily), ktorých odolnosť a prispôsobivosť extrémnym podmienkam sú jednoducho úžasné, napríklad podivní tardigradi, tak „tvrdí“, že akoby pochádzali z iného sveta s oveľa drsnejšími životnými podmienkami TERRE.

Všetko, čo musíme urobiť, je objaviť nejaké ospravedlnenie ...

Dve slnka sú lepšie ako jedno

Nedávna štúdia nám priniesla nové informácie o „obývateľnosti“ exolonov.

Na 223. stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti, ktoré sa konalo pred niekoľkými mesiacmi, predstavil Paul Mason, astrofyzik z Texaskej univerzity v El Pase, USA výsledky štúdie založenej na analýze údajov zhromaždených vesmírnym ďalekohľadom. Kepler do NASA.

záver? Výnimky z binárnych systémov - ktoré majú v strede dve hviezdy, nie jednu, ako má naša slnečná sústava - sú „pravdepodobnejšie“ pre hostiteľský život ako exolatácie z bežných jednohviezdnych slnečných sústav..

Dve hviezdy v binárnych sústavách sa navzájom „upokojujú“, tlmia vzájomné žiarenie a hviezdne vetry, čím vytvárajú pokojnejšie a priaznivejšie prostredie pre život a rozširujú obytnú plochu systému.

Mladé, veľmi aktívne hviezdy rotujú vysokou rýchlosťou a emitujú silné žiarenie a hviezdne vetry (toky častíc), ktoré ovplyvňujú obývateľnosť exoplanét a exolov okolo nich. Namiesto toho v binárnej sústave s hviezdami blízko seba synchronizujú svoju rotáciu, čo má za následok ich zoslabenie.

Binárne systémy môžu existovať v rôznych konfiguráciách, v závislosti od typu hviezd a vzdialenosti medzi nimi. Masonov model uvažuje o systémoch pozostávajúcich z dvojíc hviezd, v ktorých každá hviezda obieha okolo druhej a obieha ju okolo obdobia 10 - 60 pozemských dní, pričom planéta rotuje na obežnej dráhe okolo oboch hviezd. Takéto systémy sa nazývajú cirkulárne systémy. Tieto dve hviezdy na seba pôsobia gravitačnými účinkami, ktoré spôsobujú spomalenie rýchlosti rotácie, čo zmierňuje intenzitu žiarenia a hviezdny vietor. (Silný hviezdny vietor môže „rozptýliť“ atmosféru planéty alebo mesiaca a vystaviť toto nebeské teleso bombardovaniu kozmickým žiarením, ktoré môže brániť vývoju života.)

Kvôli veľkému množstvu svetla a tepla z dvoch slnečných sústav systému je obytná plocha „tlačená“ bližšie k okraju systému (ďalej od stredu, ako by to bolo v systéme s jednou hviezdou), čo zmierňuje účinky. negatívne účinky hviezd na okolité nebeské telesá.

Existencia dvoch slnka v systéme teda významne mení prostredie planéty: keby mala naša slnečná sústava dve slnka namiesto jedného, bolo by možné, že Venuša by stále mala vodu a vzduch a bola by dokonca obývateľný a Samotná Zem by bola omnoho iná ako dnes: bola by to vlhkejšia planéta, keby sa otáčala okolo dvoch slnka., hovorí Paul Mason.

Ako blízko sme k nájdeniu exolun?

Ak som od začiatku hovoril, že diskusia o možnosti mimozemského života na exolonoch je zatiaľ iba v teoretickej rovine, je to preto, lebo zatiaľ také nebeské telesá neboli objavené - alebo aspoň nevieme naisto, či som zistil.

Prvý krok sa však urobil.

Astronómovia nedávno pozorovali nebeské teleso, ktoré by mohlo byť exolunom; jej identita nebola bezpochyby potvrdená, ale objav zostáva v každom prípade výnimkou, prinajmenšom v tom, že otvára nové perspektívy výskumu.

Tu to v skratke je, ako to bolo: astronómovia detekovali dvojicu objektov vzdialeného vesmíru (ktoré pomenovali systém MOA-2011-BLG-262), ktoré by mohli predstavovať buď malá, slabá hviezda obiehajúca okolo obrie planéty 18-krát väčšia ako Zem, alebo „putujúca“ planéta ako plynný gigant, sprevádzaná jej mesiacom, pevným nebeským telesom.

Vedci by, samozrejme, boli šťastnejší, keby sa dozvedeli, že ide o exoplanétu a jej mesiac - išlo by o prvé exolunum objavené ľuďmi!-, ale ako vysvetlil špecialista NASA, Wes Traub, hoci sa zdá, že výpočty vedcov podporujú hypotézu o vylúčení, ak vezmeme do úvahy, ktorý scenár je v prírode pravdepodobnejší, potom sa rovnováha nakloní smerom k páru hviezda + planéta.

Astronómovia z University of Notre Dame v USA, ktorí sa dopátrali k objavu, použili techniku nazvanú „gravitačná mikrošošovka“, ktorá sledovala prechod dvojice vesmírnych objektov, pričom najväčší bol v rovine najbližšej k observatóriu. na Zemi), pred hviezdou; gravitačné pole nebeského telesa, ktoré sprevádza veľký vesmírny objekt, sa odkláňa a modifikuje svetlo z hviezdy, pôsobiace ako šošovka.

Štúdium týchto priestorových udalostí, pri ktorých dochádza k efektu šošovky, môže odhaliť veľa zaujímavých informácií o objekte v blízkej rovine; ak je to napríklad hviezda, dá sa zistiť, či má okolo seba planétu a aká veľká je planéta vzhľadom na hviezdu.

V prípade systému MOA-2011-BLG-262 si to astronómovia dokázali uvedomiť väčší objekt z najbližšej roviny sprevádzal oveľa menší, ktorý mal iba 0,05% hmotnosti väčšieho objektu.

Čo však vlastne tieto dva objekty boli - túlavá planéta + jej mesiac alebo malá bledá hviezda + jej planéta - nemohli zistiť a nikdy sa to nedozvieme: tieto „tranzity“, ktoré profitujú z efektu šošovky, sú náhodné udalosti, takže že astronómovia mali šťastie, že jedného chytili.

Ale rovnako náhodne bolo toto pozorovanie, ktoré odhalilo kandidáta na titul „prvý exolun objavený ľuďmi“, mimoriadne dôležité: špecialisti už jasnejšie vedia, čo treba hľadať a ako zistiť niektoré exolony. . A ako hovorí David Bennett, výskumný pracovník, ktorý viedol štúdiu, „môžeme očakávať viac neočakávaných objavov ako je tento“.

Dôležitosť, ktorú pre astronómov v poslednej dobe získali exolácie, je zrejmá: okrem súčasných astronomických pozorovaní, ktoré by mohli viesť k náhodnému objaveniu exolunionu, programy určené špeciálne na vyhľadávanie týchto vesmírnych objektov; napríklad HEK - The Hunt for Exomoons with Kepler - s jeho „sídlom“ na Harvardskej univerzite v USA analyzuje údaje získané Keplerovým vesmírnym teleskopom v snahe zistiť náznaky existencie exolonov medzi extrasolárnymi vesmírnymi objektmi detekovanými ďalekohľadom.

Objav exolunusu je podľa Andrewa Nortona teraz iba otázkou času a pravdepodobnosť, že sa nachádza v obývateľnej zóne hviezdy, je „primerane vysoká“. Dôležité je, že sme rozšírili našu víziu a rozšírili naše hľadanie; Aj keď sa zdá, že aj keď rozšírenie oblasti výskumu zahŕňa nielen exoplanéty, ale aj ich prirodzené satelity, komplikuje to veci a prináša astronómom väčšie problémy, v skutočnosti to výrazne zvyšuje naše šance na jeden deň objavenia, mimo našu slnečnú sústavu, ten vzdialený svet, ktorý vyzerá rovnako ústretovo, ako prospešný pre rozkvet života, ako naša domovská planéta.