Termenul de habitat înseamnă că aproape toate condițiile pentru viață sunt îndeplinite, pur și simplu nu o vedem.

Habitabilitatea este determinată de următorii factori: prezența apei sub formă lichidă, o atmosferă suficient de densă, diversitatea chimică (molecule simple și complexe pe bază de H, C, N, O, S și P) și prezența unei stele care aduce cantitatea necesară de energie.

Istoria studiului: planetele terestre

Din punctul de vedere al astrofizicii, au existat mai multe stimulente pentru apariția conceptului de zonă locuibilă.

Luați în considerare sistemul nostru solar și cele patru planete terestre: Mercur, Venus, Pământ și Marte.

Mercur nu are atmosferă și este prea aproape de Soare pentru a fi de mare interes pentru noi. Aceasta este o planetă cu o soartă tristă, pentru că, chiar dacă ar avea atmosferă, ar fi dusă de vântul solar, adică un flux de plasmă care curge continuu din coroana unei stele.

Luați în considerare planetele terestre rămase în sistemul solar - acestea sunt Venus, Pământul și Marte. Au apărut aproape în același loc și în aceleași condiții ~ 4,5 acum miliarde de ani.

Și prin urmare, din punctul de vedere al astrofizicii, evoluția lor ar trebui să fie destul de asemănătoare. Acum, la începutul erei spațiale, când am avansat în studiul acestor planete cu ajutorul navelor spațiale, rezultatele obținute au arătat condiții extrem de diferite pe aceste planete.

Acum știm că Venus are o presiune foarte mare și este foarte fierbinte la suprafață. 460 –480 ° C sunt temperaturile la care multe substanțe chiar se topesc. Și de la primele imagini panoramice ale suprafeței, am văzut că este complet neînsuflețită și practic neadaptată vieții.

Întreaga suprafață este un singur continent.

Imagine: Planete terestre - Mercur, Venus, Pământ, Marte.

Pe de altă parte, Marte Este o lume rece. Marte și-a pierdut atmosfera.

Aceasta este din nou o suprafață deșertică, deși există munți și vulcani. Atmosfera de dioxid de carbon este foarte rarefiată; dacă era apă acolo, totul era înghețat.

Marte are o calotă polară, iar cele mai recente rezultate ale unei misiuni pe Marte sugerează că sub stratul de nisip este gheață - regolitul. Și Pământ. Temperatura foarte favorabila, apa nu ingheata (cel putin nu peste tot). Și pe Pământ a apărut viața - atât viață primitivă, cât și multicelulară, inteligentă.

S-ar părea că vedem o mică parte a sistemului solar în care s-au format trei planete, numite planete terestre, dar evoluția lor este complet diferită. Și pe aceste prime idei despre posibilele căi de evoluție ale planetelor înseși, a apărut ideea zonei locuibile.

Limitele zonelor locuibile

Astrofizicienii observă și explorează lumea din jurul nostru, spațiul exterior din jurul nostru, adică sistemul nostru solar și sistemele planetare din jurul altor stele.

Și pentru a sistematiza cumva unde să căutați, ce obiecte să vă interesați, trebuie să înțelegeți cum să determinați zona locuibilă.

Am presupus întotdeauna că alte stele trebuie să aibă planete, dar capacitățile instrumentale ne-au permis să descoperim primele exoplanete - planete situate în afara sistemului solar - doar 20 cu ani în urmă. Cum sunt determinate limitele interioare și exterioare ale zonei locuibile?

În sistemul nostru solar, se crede că zona locuibilă se află la o distanță de 0,95 inainte de 1,37 unități astronomice de la soare. Știm că pământul este 1 unitate astronomică (UA) de la Soare, Venus - 0,7 A. e., Marte 1,5 A. e. Dacă știm luminozitatea unei stele, atunci este foarte ușor să calculăm centrul zonei locuibile - trebuie doar să luați rădăcina pătrată a raportului dintre luminozitatea acestei stele și să o raportați la luminozitatea stelei. Soare, adică:

R ae \u003d (L stea / L soare) 1/2.

Aici Rae este raza medie a zonei locuibile în unități astronomice și L steaua si L soare - indicatori bolometrici ai luminozității stelei dorite și respectiv a Soarelui.

Limitele zonei locuibile sunt stabilite pe baza cerinței ca planetele din aceasta să aibă apă în stare lichidă, deoarece este un solvent necesar în multe reacții biomecanice.

Dincolo de marginea exterioară a zonei locuibile, planeta nu primește suficientă radiație solară pentru a compensa pierderile de radiație, iar temperatura sa va scădea sub punctul de îngheț al apei. O planetă mai aproape de soare decât marginea interioară a zonei locuibile ar fi supraîncălzită de radiația sa, provocând evaporarea apei.

Mai strict, granița interioară este determinată atât de distanța planetei față de stea, cât și de compoziția atmosferei sale, și în special de prezența așa-numitelor gaze cu efect de seră: vapori de apă, dioxid de carbon, metan, amoniac, si altii. După cum se știe, gazele cu efect de seră determină încălzirea atmosferei, ceea ce, în cazul unui efect de seră cu creștere catastrofală (de exemplu, Venus timpurie) duce la evaporarea apei de la suprafața planetei și la pierderea din atmosferă.

Granița exterioară este o altă latură a problemei.

De îndată ce cantitatea de energie devine insuficientă, gazele cu efect de seră (vapori de apă, metan și așa mai departe) se condensează din atmosferă, cad sub formă de ploaie sau zăpadă și așa mai departe. Și, de fapt, gazele cu efect de seră s-au acumulat sub calota polară de pe Marte.

Este foarte important să spunem un cuvânt despre zona locuibilă pentru stelele din afara sistemului nostru solar: potențial - zona de locuibilitate potențială, adică condițiile necesare, dar nu suficiente pentru formarea vieții, sunt îndeplinite în ea. Aici trebuie să vorbim despre viabilitatea planetei, atunci când intră în joc o serie de fenomene și procese geofizice și biochimice, cum ar fi prezența unui câmp magnetic pe planetă, tectonica plăcilor, durata zilei planetare etc. pe.

Aceste fenomene și procese sunt acum studiate în mod activ într-o nouă direcție a cercetării astronomice - astrobiologia.

Căutați planete în zona locuibilă

Astrofizicienii caută pur și simplu planete și apoi determină dacă acestea se află în zona locuibilă.

Din observațiile astronomice, puteți vedea unde se află această planetă, unde se află orbita ei.

Dacă se află în zona locuibilă, atunci interesul pentru această planetă crește imediat. În continuare, trebuie să studiați această planetă în alte aspecte: atmosfera, diversitatea chimică, prezența apei și sursa de căldură.

Acest lucru ne scoate deja ușor din parantezele conceptului "potenţial". Dar principala problemă este că toate aceste stele sunt foarte departe.

Un lucru este să vezi o planetă în jurul unei stele precum Soarele. Există o serie de exoplanete similare cu Pământul nostru - așa-numitele sub- și super-Pământ, adică planete cu raze apropiate sau puțin mai mari decât raza Pământului.

Astrofizicienii le studiază examinând atmosfera, noi nu vedem suprafața - doar în cazuri izolate, așa-numita imagistică directă, când vedem doar un punct foarte îndepărtat. Prin urmare, trebuie să studiem dacă această planetă are o atmosferă și, dacă da, care este compoziția sa, ce gaze sunt acolo și așa mai departe.

Imagine: Exoplanetă (punct roșu în stânga) și pitică maro 2 M1207 b (mijloc). Prima imagine realizată cu tehnologie de imagistică directă în 2004 an. (ESO/ VL T)

Într-un sens larg, căutarea vieții în afara sistemului solar, precum și în sistemul solar, este căutarea așa-numiților biomarkeri.

Se crede că biomarkerii sunt compuși chimici de origine biologică.

Știm că principalul biomarker de pe Pământ, de exemplu, este prezența oxigenului în atmosferă. Știm că era foarte puțin oxigen pe Pământul timpuriu.

Viața cea mai simplă, primitivă a apărut devreme, viața multicelulară a apărut destul de târziu, ca să nu mai vorbim de inteligentă. Dar apoi, din cauza fotosintezei, a început să se formeze oxigenul, atmosfera s-a schimbat.

Și acesta este unul dintre posibilii biomarkeri. Acum, din alte teorii, știm că există o serie de planete cu atmosfere de oxigen, dar formarea oxigenului molecular acolo este cauzată nu de procese biologice, ci de procese fizice obișnuite, de exemplu, descompunerea vaporilor de apă sub influența stelelor. radiații ultraviolete.

Prin urmare, tot entuziasmul că, de îndată ce vom vedea oxigenul molecular, acesta va fi deja un biomarker, nu este pe deplin justificat.

Misiunea „Kepler”

Telescopul spațial (CT) "Kepler"- una dintre cele mai de succes misiuni astronomice (după telescopul spațial Hubble, desigur).

Are scopul de a găsi planete.

Multumesc lui CT "Kepler" am făcut un salt calitativ în studiul exoplanetelor. CT "Kepler" a fost concentrat pe o metodă de descoperire - așa-numitele tranzite, când fotometrul - singurul instrument de la bordul satelitului - a urmărit schimbarea luminozității stelei în momentul în care planeta a trecut între ea și telescop.

Acest lucru a oferit informații despre orbita planetei, masa acesteia și condițiile de temperatură. Și asta a făcut posibilă determinarea în prima parte a acestei misiuni a ordinului 4500 potențiali candidați planetari.

Imagine: Telescopul spațial Kepler (NASA)

În astrofizică, astronomie și, probabil, în toate științele naturii, se obișnuiește să se confirme descoperirile.

Fotometrul detectează că luminozitatea stelei se schimbă, dar ce poate însemna asta?

Poate că unele procese interne din stea duc la schimbări; planetele trec - se întunecă. Prin urmare, este necesar să ne uităm la frecvența schimbărilor.

Dar pentru a spune cu siguranță că există planete acolo, trebuie să confirmați acest lucru într-un alt mod - de exemplu, schimbând viteza radială a stelei. Adică acum despre 3600 planetele sunt planete confirmate prin mai multe metode de observare.

Și potențialii candidați sunt aproape 5000 .

Proxima Centauri

in august 2016 2009, a fost primită confirmarea prezenței unei planete, numită Proxima b, în ​​apropierea stelei Proxima Centauri.

De ce toată lumea este atât de interesată?

Dintr-un motiv foarte simplu: este cea mai apropiată stea de Soarele nostru la distanță 4,2 ani lumină (adică lumina acoperă această distanță în 4,2 al anului). Aceasta este cea mai apropiată exoplanetă de noi și, posibil, cel mai apropiat corp ceresc de sistemul solar pe care poate exista viață.

S-au făcut primele măsurători 2012 an, dar din moment ce această stea este o pitică roșie rece, a trebuit să se facă o serie foarte lungă de măsurători. Și o serie de echipe științifice de la Observatorul European de Sud (ESO) au observat steaua de câțiva ani. Au făcut un site web, se numește Roșu Pale D ot (palereddot.org - ed.), i.e. „punct roșu pal”, iar observațiile au fost postate acolo.

Astronomii au atras diferiți observatori și a fost posibil să urmăriți rezultatele observațiilor în domeniul public. Așadar, a fost posibil să urmăriți însuși procesul de descoperire a acestei planete aproape online.

Iar numele programului de observare și al site-ului web se întoarce la termenul Roșu Pale. D ot, propus de celebrul om de știință american Carl Sagan pentru imagini ale planetei Pământ transmise de nave spațiale din adâncurile sistemului solar. Când încercăm să găsim o planetă asemănătoare Pământului în alte sisteme stelare, putem încerca să ne imaginăm cum arată planeta noastră din adâncurile spațiului.

Acest proiect s-a numit Pale Blue D ot( "Punct albastru palid"), deoarece din spațiu, datorită luminozității atmosferei, planeta noastră este vizibilă ca un punct albastru. Planeta Proxima b a ajuns în zona locuibilă a stelei sale și relativ aproape de Pământ.

Dacă noi, planeta Pământ, suntem pe 1 unitate astronomică de la stea sa, atunci această nouă planetă este activată 0,05 , adică în 200 ori mai aproape. Dar steaua strălucește mai slab, este mai rece și deja la astfel de distanțe cade în așa-numita zonă de captare a mareelor.

Pe măsură ce Pământul a capturat Luna și se rotesc împreună, situația este aceeași aici. Dar, în același timp, o parte a planetei este încălzită, iar cealaltă este rece.

Imagine: peisajul estimat al Proximei Centauri b, așa cum este reprezentat de un artist (ESO/ M. Kornmesser

Există astfel de condiții climatice, un sistem de vânturi care schimbă căldură între partea încălzită și partea întunecată, iar la granițele acestor emisfere pot exista condiții destul de favorabile pentru viață.

Dar problema cu planeta Proxima Centauri b este că steaua părinte este o pitică roșie.

Piticii roșii trăiesc destul de mult, dar au o proprietate specifică: sunt foarte activi. Există erupții stelare, ejecții de masă coronală și așa mai departe.

Au fost deja publicate destule articole științifice despre acest sistem, unde, de exemplu, se spune că, spre deosebire de Pământ, acolo în 20 –30 ori mai mare decât nivelul radiațiilor ultraviolete. Adică, pentru a avea condiții favorabile la suprafață, atmosfera trebuie să fie suficient de densă pentru a proteja împotriva radiațiilor.

Dar este singura exoplaneta cea mai apropiata de noi care poate fi studiata in detaliu cu urmatoarea generatie de instrumente astronomice. Observați-i atmosfera, vedeți ce se întâmplă acolo, dacă există gaze cu efect de seră, ce fel de climă este, dacă există biomarkeri acolo.

Astrofizicienii vor studia planeta Proxima b, acesta este un obiect fierbinte pentru cercetare.

perspective

Așteptăm să fie lansate câteva telescoape noi terestre și spațiale, instrumente noi.

În Rusia va fi un telescop spațial „Spectrum-UV”. Institutul de Astronomie al Academiei Ruse de Științe lucrează activ la acest proiect.

LA 2018 Telescopul spațial american va fi lansat anul acesta. James Webb este următoarea generație în comparație cu CT. Hubble. Rezoluția sa va fi mult mai mare, iar noi vom putea observa compoziția atmosferei acelor exoplanete despre care le cunoaștem, le rezolvă cumva structura, sistemul climatic.

Dar trebuie să înțelegeți că acesta este un instrument astronomic general - desigur, va exista o concurență foarte mare, precum și pe CT. Hubble: cineva vrea să privească galaxia, cineva vrea să privească stelele, altcineva vrea să vadă altceva. Sunt planificate mai multe misiuni dedicate de explorare a exoplanetelor, cum ar fi TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA. De fapt, în viitor 10 ani, ne putem aștepta la un progres semnificativ în cunoștințele noastre despre exoplanete în general și exoplanete potențial locuibile, cum ar fi Pământul, în special.

Aruncă o privire la împrăștierea stelelor pe cerul negru al nopții - toate conțin lumi uimitoare precum sistemul nostru solar. Conform celor mai conservatoare estimări, galaxia Calea Lactee conține mai mult de o sută de miliarde de planete, dintre care unele pot fi similare cu Pământul.

Informații noi despre planetele „extraterestre” - exoplanete- a deschis telescopul spațial Kepler, explorând constelațiile în așteptarea momentului în care o planetă îndepărtată se va afla în fața luminii sale.

Observatorul orbital a fost lansat în mai 2009 special pentru a căuta exoplanete, dar a eșuat patru ani mai târziu. După multe încercări de a readuce telescopul în funcțiune, NASA a fost nevoită să dezafecteze observatorul din „flota sa spațială” în august 2013. Cu toate acestea, de-a lungul anilor de observații, Kepler a primit atât de multe date unice încât va mai dura câțiva ani pentru a le studia. NASA se pregătește deja să lanseze succesorul lui Kepler, telescopul TESS, în 2017.

Super-Pământuri în Centura Goldilocks

Astăzi, astronomii au identificat aproape 600 de lumi noi din 3.500 de candidate pentru titlul de „exoplanetă”. Se crede că dintre aceste corpuri cerești, cel puțin 90% s-ar putea dovedi a fi „planete adevărate”, iar restul - stele duble, „pitice maro” care nu au crescut la dimensiuni stelare și grupuri de asteroizi mari.

Majoritatea noilor planete candidate sunt giganți gazosi precum Jupiter sau Saturn, precum și super-Pământuri - planete stâncoase de câteva ori mai mari decât ale noastre.

Desigur, departe de toate planetele cad în câmpul vizual al lui Kepler și al altor telescoape. Numărul lor este estimat la doar 1-10%.

Pentru a identifica cu siguranță o exoplanetă, aceasta trebuie fixată în mod repetat pe discul stelei sale. Este clar că cel mai adesea se dovedește a fi situat aproape de soarele său, pentru că atunci anul său va dura doar câteva zile sau săptămâni pământești, așa că astronomii vor putea repeta observațiile de mai multe ori.

Astfel de planete sub formă de bile fierbinți de gaz se dovedesc adesea a fi „Jupiteri fierbinți”, iar una din șase este ca un super-Pământ în flăcări acoperit cu mări de lavă.

Desigur, în astfel de condiții, viața proteică de tipul nostru nu poate exista, dar printre sutele de corpuri neospitaliere există excepții plăcute. Până acum, au fost identificate peste o sută de planete terestre, situate în așa-numita zonă locuibilă, sau centura cu bucăți de aur.

Acest personaj de basm a fost ghidat de principiul „ni mai mult, nici mai puțin”. În mod similar, planetele rare incluse în „zona vieții”, temperatura ar trebui să fie în limitele existenței apei lichide. Mai mult, 24 de planete din acest număr au o rază mai mică de două raze a Pământului.

Cu toate acestea, până acum doar una dintre aceste planete are principalele caracteristici ale geamănului Pământului: este situată în zona Goldilocks, este aproape de dimensiunea Pământului și face parte dintr-un sistem pitic galben similar cu Soarele.

În lumea piticilor roșii

Cu toate acestea, astrobiologii, în căutarea persistentă a vieții extraterestre, nu își pierd inima. Majoritatea stelelor din galaxia noastră sunt mici pitice roșii, reci și slabe. Conform datelor moderne, piticele roșii, având aproximativ jumătate din dimensiunea și mai reci decât Soarele, alcătuiesc cel puțin trei sferturi din „populația stelară” a Căii Lactee.

În jurul acestor „verii solari” se învârt sisteme miniaturale de dimensiunea orbitei lui Mercur și au, de asemenea, propriile curele Goldilocks.

Astrofizicienii de la Universitatea din California din Berkeley au compilat chiar și un program special pentru computer TERRA, cu ajutorul căruia au fost identificați o duzină de gemeni terestre. Toți sunt aproape de zonele lor de viață lângă mici luminari roșii. Toate acestea măresc foarte mult șansele prezenței unor centre extraterestre ale vieții în galaxia noastră.

Piticile roșii, în vecinătatea cărora au fost găsite planete asemănătoare Pământului, se credea anterior a fi stele foarte liniștite, iar pe suprafețele lor apar rareori erupții însoțite de ejecții de plasmă.

După cum sa dovedit, de fapt, astfel de corpuri de iluminat sunt chiar mai active decât Soarele.

Cataclisme puternice au loc în mod constant la suprafața lor, generând rafale de uragan de „vânt stelar” care pot depăși chiar și puternicul scut magnetic al Pământului.

Cu toate acestea, pentru apropierea de steaua lor, mulți gemeni ai Pământului pot plăti un preț foarte mare. Fluxurile de radiații de la fulgerări frecvente de pe suprafața piticelor roșii pot literalmente „linge” o parte din atmosfera planetelor, făcând aceste lumi nelocuibile. În același timp, pericolul ejecțiilor coronare este sporit de faptul că o atmosferă slăbită va proteja slab suprafața de particulele încărcate de ultraviolete dure și razele X ale „vântului stelar”.

În plus, există pericolul ca magnetosferele planetelor potențial locuibile să fie suprimate de cel mai puternic câmp magnetic al piticelor roșii.

Scut magnetic spart

Astronomii au bănuit de mult că multe pitice roșii au un câmp magnetic puternic care poate străpunge cu ușurință scutul magnetic din jurul planetelor potențial locuibile. Pentru a demonstra acest lucru, a fost construită o lume virtuală în care planeta noastră se rotește în jurul unei stele similare pe o orbită foarte apropiată în „zona vieții”.

S-a dovedit că de foarte multe ori câmpul magnetic al unui pitic nu numai că deformează puternic magnetosfera Pământului, ci chiar o conduce sub suprafața planetei. Într-un astfel de scenariu, în doar câteva milioane de ani, nu ne-ar mai rămâne aer sau apă, iar întreaga suprafață ar fi pârjolită de radiația cosmică.

De aici rezultă două concluzii interesante. Căutarea vieții în sistemele pitice roșii se poate dovedi a fi complet fără speranță, iar aceasta este o altă explicație pentru „marea tăcere a cosmosului”.

Cu toate acestea, poate că nu putem detecta în niciun fel inteligența extraterestră, deoarece planeta noastră s-a născut prea devreme...

Cine poate trăi pe exoplanete îndepărtate? Poate astfel de creaturi?

Soarta tristă a întâiului născut

Analizând datele obținute cu ajutorul telescoapelor Kepler și Hubble, astronomii au descoperit că procesul de formare a stelelor în Calea Lactee a încetinit semnificativ. Acest lucru se datorează deficitului tot mai mare de materiale de construcție sub formă de nori de praf și gaz.

Cu toate acestea, există încă o mulțime de material rămas în galaxia noastră pentru nașterea stelelor și a sistemelor planetare. Mai mult, în câteva miliarde de ani, insula noastră stelară se va ciocni cu galaxia gigantică a Nebuloasei Andromeda, ceea ce va provoca o explozie colosală de formare stelară.

Pe acest fundal al evoluției galactice viitoare, s-a auzit recent vestea senzațională că în urmă cu patru miliarde de ani, la momentul apariției sistemului solar, existau doar o zecime din planetele potențial locuibile.

Având în vedere că au fost necesare câteva sute de milioane de ani pentru nașterea celor mai simple microorganisme de pe planeta noastră și s-au format forme de viață mai dezvoltate cu câteva miliarde de ani, este foarte probabil ca extratereștrii inteligenți să apară abia după dispariția Soarelui.

Poate că aici se află soluția pentru intrigantul paradox Fermi, care a fost odată formulat de un fizician remarcabil: și unde sunt acești extratereștri? Sau are sens să căutăm răspunsuri pe planeta noastră?

Extremofili pe Pământ și în spațiu

Cu cât devenim mai convinși de unicitatea locului nostru în Univers, cu atât mai des apare întrebarea: poate să existe și să se dezvolte viața în lumi complet diferite de ale noastre?

Răspunsul la această întrebare este dat de existența pe planeta noastră a unor organisme uimitoare - extremofile. Și-au primit numele pentru capacitatea lor de a supraviețui în temperaturi extreme, medii otrăvitoare și chiar spațiu fără aer. Biologii marini au găsit creaturi similare în gheizerele subterane - „fumători de mare”.

Acolo se dezvoltă sub o presiune colosală în absența oxigenului chiar la marginea gurilor vulcanice fierbinți. „Colegii” lor se găsesc în lacurile montane sărate, în deșerturile fierbinți și în rezervoarele subglaciare ale Antarcticii. Există chiar și microorganisme „tardigrade” care suportă vidul spațiului. Se pare că chiar și în mediul de radiații din apropierea piticilor roșii pot apărea niște „microbi extremi”.

Lac acid situat în Yellowstone. Placa rosie - bacterii acidophilus

Tardigradele pot exista în vidul spațiului

Biologia evoluționistă academică consideră că viața de pe Pământ provine din reacții chimice într-o „bază caldă de mică adâncime” pătrunsă de fluxuri ultraviolete și de ozon de la „furtuni cu fulgere”. Pe de altă parte, astrobiologii știu că blocurile chimice ale vieții se găsesc și pe alte lumi. De exemplu, au fost observate în nebuloasele de gaz și praf și în sistemele de satelit ale giganților noștri gazoși. Aceasta, desigur, este departe de a fi o „viață plină”, dar este primul pas către ea.

Teoria „standard” a originii vieții pe Pământ a primit recent o lovitură puternică de la... geologi. Se dovedește că primele organisme sunt mult mai vechi decât se credea anterior și s-au format într-un mediu complet nefavorabil al unei atmosfere de metan și magmă fierbinte care se revarsă din mii de vulcani.

Acest lucru îi face pe mulți biologi să se gândească la vechea ipoteză a panspermiei. Potrivit acesteia, primele microorganisme au apărut în altă parte, să zicem, pe Marte și au venit pe Pământ în miezul meteoriților. Poate că bacteriile antice au trebuit să călătorească pe o distanță mai mare în nucleele cometelor din alte sisteme stelare.

Dar dacă este așa, atunci căile „evoluției cosmice” ne pot conduce la „frații de origine” care au extras „semințele vieții” din aceeași sursă ca și noi...

Ca Dragoste Haha Wow Trist Furios

Potrivit unui cercetător de la Universitatea Yale (SUA), în căutarea unor lumi locuibile, este necesar să se facă loc pentru cea de-a doua condiție „Blocuri de aur”.

Timp de multe decenii, s-a crezut că un factor cheie în a determina dacă o planetă ar putea susține viață a fost distanța sa față de soare. În sistemul nostru solar, de exemplu, Venus este prea aproape de Soare, Marte este prea departe și Pământul este exact. Oamenii de știință numesc această distanță „zonă locuibilă” sau „zonă bucăți de aur”.

Se credea, de asemenea, că planetele au putut să-și regleze independent temperatura internă cu ajutorul convecției mantalei și a deplasării subterane a rocilor cauzate de încălzirea și răcirea interioară. Planeta poate fi inițial prea rece sau prea caldă, dar în cele din urmă va ajunge la temperatura potrivită.

Un nou studiu publicat în jurnal Progresele științei 19 august 2016, arată că doar a fi în zona locuibilă nu este suficient pentru a susține viața. Planeta trebuie să aibă inițial temperatura internă necesară.

Un nou studiu a arătat că pentru originea și menținerea vieții, planeta trebuie să aibă o anumită temperatură. Credit: Michael S. Helfenbein/Yale University

„Dacă colectezi tot felul de date științifice despre modul în care a evoluat Pământul în ultimele câteva miliarde de ani și încerci să-i dai un sens, în cele din urmă realizezi că convecția în mantie este destul de indiferentă față de temperatura internă”, a spus Jun Korenaga, autor. al studiului și profesor de geologie și geofizică la Universitatea Yale. Korenaga a prezentat un cadru teoretic general care explică gradul de autoreglare așteptat pentru convecția în manta. Omul de știință a sugerat că autoreglementarea nu este o caracteristică a planetelor terestre.

„Lipsa unui mecanism de autoreglare este de mare importanță pentru locuibilitatea planetei. Cercetarea formării planetelor sugerează că planetele terestre sunt formate prin impacturi puternice, iar rezultatul acestui proces extrem de aleatoriu este cunoscut a fi foarte variabil”, scrie Korenaga.

O varietate de dimensiuni și temperaturi interne nu ar împiedica evoluția planetară dacă mantaua s-ar autoregla. Ceea ce luăm de bun pe planeta noastră, inclusiv oceanele și continentele, nu ar exista dacă temperatura internă a Pământului nu ar fi într-un anumit interval, ceea ce înseamnă că începutul istoriei Pământului nu a fost prea cald sau prea rece.

Institutul de Astrobiologie al NASA a susținut studiul. Korenaga este co-cercetător în cadrul echipei de proiect Pământuri alternative a NASA. Echipa este ocupată să întrebe cum Pământul menține o biosferă permanentă în cea mai mare parte a istoriei sale, cum se manifestă biosfera în „biosemnături” la scară planetară și căutarea vieții în interiorul și în afara sistemului solar.

Un exemplu de sistem pentru găsirea zonei locuibile în funcție de tipul de stele.

în astronomie, zona locuibila, zona locuibila, zona de viata (zona locuibila, HZ) este o zonă condiționată în spațiu, determinată pe baza faptului că condițiile de la suprafața celor din ea vor fi apropiate de condițiile de pe și vor asigura existența apei în fază lichidă. În consecință, astfel de planete (sau lor) vor fi favorabile pentru apariția unei vieți similare cu pământul. Probabilitatea ca viața să apară este cea mai mare în zona locuibilă din vecinătate ( zonă locuibilă circumstelară, CHZ ) situat in zona locuibila ( zona locuibilă galactică, GHZ), deși cercetările asupra acestuia din urmă sunt încă la început.

Trebuie remarcat faptul că prezența unei planete în zona locuibilă și favorabila acesteia pentru viață nu sunt neapărat legate: prima caracteristică descrie condițiile din sistemul planetar ca întreg, iar a doua - direct pe suprafața unui corp ceresc. .

În literatura în limba engleză, se mai numește și zona locuibilă zona de bucăți de aur (Zona Goldilocks). Acest nume este o referire la basmul englezesc Goldilocks si cei trei ursi, în rusă cunoscut sub numele de „Trei Urși”. În basm, Goldilocks încearcă să folosească mai multe seturi de trei obiecte omogene, în fiecare dintre ele unul dintre obiecte se dovedește a fi prea mare (dur, fierbinte etc.), celălalt este prea mic (moale, rece .. .), iar al treilea, intermediar între ele , elementul se dovedește a fi „exact”. În mod similar, pentru a fi în zona locuibilă, planeta trebuie să nu fie nici prea departe de stea, nici prea aproape de ea, ci la distanța „corectă”.

Zona locuibilă a unei stele

Limitele zonei locuibile sunt stabilite pe baza cerinței ca planetele din aceasta să aibă apă în stare lichidă, deoarece este un solvent necesar în multe reacții biochimice.

Dincolo de marginea exterioară a zonei locuibile, planeta nu primește suficientă radiație solară pentru a compensa pierderile de radiație, iar temperatura sa va scădea sub punctul de îngheț al apei. O planetă mai aproape de soare decât marginea interioară a zonei locuibile ar fi supraîncălzită de radiația sa, provocând evaporarea apei.

Distanța de la stea unde acest fenomen este posibil este calculată din dimensiunea și luminozitatea stelei. Centrul zonei locuibile pentru o anumită stea este descris de ecuația:

(\displaystyle d_(AU)=(\sqrt (L_(stea)/L_(soare)))), unde: - raza medie a zonei locuibile în , - indicele bolometric (luminozitatea) stelei, - indicele bolometric (luminozitatea) .

Zona locuibila in sistemul solar

Există diverse estimări ale zonei în care zona locuibilă se extinde în:

Limită interioară, a.e.	Granița exterioară a. e.	Sursă	Note
0,725	1,24	Dole 1964	Estimare în ipoteza albedo-ului transparent optic și fix.
0,95	1,01	Hart et al. 1978, 1979	Stelele K0 și dincolo nu pot avea o zonă locuibilă
0,95	3,0	Fogg 1992	Evaluare folosind ciclurile carbonului
0,95	1,37	Casting și colab. 1993
-	1-2% mai departe...	Budyko 1969, Sellers 1969, North 1975	… duce la glaciare globală.
4-7% mai aproape...	-	Rasool & DeBurgh 1970	… și oceanele nu se vor condensa.
-	-	Schneider și Thompson 1980	Critica lui Hart.
-	-	1991
-	-	1988	Norii de apă pot îngusta zona locuibilă, deoarece cresc albedo-ul și astfel contracarează efectul de seră.
-	-	Ramanathan și Collins 1991	Efectul de seră pentru radiația infraroșie are un efect mai puternic decât creșterea albedo-ului din cauza norilor, iar Venus ar fi trebuit să fie uscată.
-	-	Lovelock 1991
-	-	Whitemire și colab. 1991

Zona locuibilă galactică

Considerațiile despre faptul că amplasarea sistemului planetar, situat în interiorul galaxiei, ar trebui să aibă un impact asupra posibilității de dezvoltare a vieții, au condus la conceptul așa-numitului. „zonă locuibilă galactică” ( GHZ, zonă locuibilă galactică ). Concept dezvoltat în 1995 Guillermo Gonzalezîn ciuda faptului că a fost provocat.

Zona galactică locuibilă este, conform ideilor disponibile în prezent, o regiune în formă de inel situată în planul discului galactic. Se estimează că zona locuibilă este situată într-o regiune de 7 până la 9 kpc de centrul galaxiei, extinzându-se în timp și conținând stele vechi de 4 până la 8 miliarde de ani. Dintre aceste stele, 75% sunt mai vechi decât Soarele.

În 2008, un grup de oameni de știință a publicat simulări ample pe computer care, cel puțin în galaxii precum Calea Lactee, stelele precum Soarele pot migra pe distanțe lungi. Acest lucru contravine conceptului că unele zone ale galaxiei sunt mai potrivite pentru viață decât altele.

Căutați planete în zona locuibilă

Planetele din zonele locuibile sunt de mare interes pentru oamenii de știință care caută atât viață extraterestră, cât și viitoare case pentru omenire.

Ecuația Drake, care încearcă să determine probabilitatea existenței unei vieți inteligente extraterestre, include o variabilă ( ne) ca numărul de planete locuibile în sisteme stelare cu planete. Găsirea Goldilocks ajută la rafinarea valorilor pentru această variabilă. Valorile extrem de scăzute pot susține ipoteza unică a Pământului, care afirmă că o serie de evenimente și evenimente extrem de puțin probabile au dus la originea vieții pe . Valorile ridicate pot întări principiul lui Copernican al mediocrității în poziție: un număr mare de planete Goldilocks înseamnă că Pământul nu este unic.

Căutarea planetelor de dimensiunea Pământului în zonele locuibile ale stelelor este o parte cheie a misiunii, care folosește (lansat 7 martie 2009, UTC) pentru a studia și colecta caracteristicile planetelor din zonele locuibile. În aprilie 2011, au fost descoperite 1235 de planete posibile, dintre care 54 sunt situate în zone locuibile.

Prima exoplaneta confirmata in zona locuibila, Kepler-22 b, a fost descoperita in 2011. Începând cu 3 februarie 2012, se știe că patru planete confirmate în mod fiabil se află în zonele locuibile ale stelelor lor.