Pojem biotop znamená, že sú splnené takmer všetky podmienky pre život, len to nevidíme.

Obytnosť je určená nasledujúcimi faktormi: prítomnosť vody v kvapalnej forme, dostatočne hustá atmosféra, chemická diverzita (jednoduché a zložité molekuly na báze H, C, N, O, S a P) a prítomnosť hviezdy, ktorá prináša potrebné množstvo energie.

História štúdia: terestrické planéty

Z pohľadu astrofyziky existovalo viacero podnetov pre vznik konceptu obývateľnej zóny.

Zoberme si našu slnečnú sústavu a štyri pozemské planéty: Merkúr, Venušu, Zem a Mars.

Merkúr nemá atmosféru a je príliš blízko Slnka na to, aby nás veľmi zaujímal. Ide o planétu so smutným osudom, pretože aj keby mala atmosféru, unášal by ju slnečný vietor, teda prúd plazmy nepretržite prúdiaci z koróny hviezdy.

Zoberme si zvyšné terestrické planéty v slnečnej sústave - to sú Venuša, Zem a Mars. Vznikli takmer na tom istom mieste a za rovnakých podmienok ~ 4,5 pred miliardou rokov.

A preto by z pohľadu astrofyziky mal byť ich vývoj dosť podobný. Teraz, na začiatku vesmírneho veku, keď sme pokročili v štúdiu týchto planét pomocou kozmických lodí, získané výsledky ukázali extrémne odlišné podmienky na týchto planétach.

Teraz vieme, že Venuša má veľmi vysoký tlak a na povrchu je veľmi horúca. 460 –480 ° C sú teploty, pri ktorých sa mnohé látky dokonca topia. A už z prvých panoramatických záberov povrchu sme videli, že je úplne neživý a prakticky nie je prispôsobený životu.

Celý povrch tvorí jeden kontinent.

Obrázok: Terestrické planéty - Merkúr, Venuša, Zem, Mars.

Na druhej strane Mars Je to studený svet. Mars stratil atmosféru.

Toto je opäť púštny povrch, aj keď sú tu hory a sopky. Atmosféra oxidu uhličitého je veľmi riedka; ak tam bola voda, bola celá zamrznutá.

Mars má polárnu čiapočku a najnovšie výsledky z misie na Mars naznačujú, že pod pieskovou pokrývkou je ľad – regolit. A Zem. Veľmi priaznivá teplota, voda nezamŕza (aspoň nie všade). A práve na Zemi vznikol život – primitívny aj mnohobunkový, inteligentný život.

Zdalo by sa, že vidíme malú časť slnečnej sústavy, v ktorej vznikli tri planéty nazývané terestrické planéty, no ich vývoj je úplne odlišný. A na týchto prvých myšlienkach o možných cestách vývoja samotných planét vznikla myšlienka obývateľnej zóny.

Hranice obývateľných zón

Astrofyzici pozorujú a skúmajú svet okolo nás, vonkajší priestor, ktorý nás obklopuje, teda našu slnečnú sústavu a planetárne systémy okolo iných hviezd.

A aby ste nejako systematizovali, kde hľadať, o aké objekty sa zaujímať, musíte pochopiť, ako určiť obývateľnú zónu.

Vždy sme predpokladali, že iné hviezdy musia mať planéty, ale inštrumentálne schopnosti nám umožnili objaviť prvé exoplanéty – planéty nachádzajúce sa mimo slnečnej sústavy – práve 20 pred rokmi. Ako sa určujú vnútorné a vonkajšie hranice obývateľnej zóny?

V našej slnečnej sústave sa predpokladá, že obývateľná zóna je vzdialená od 0,95 predtým 1,37 astronomické jednotky zo Slnka. Vieme, že Zem je 1 astronomická jednotka (AU) od Slnka, Venuša - 0,7 a. Mars 1,5 a. e. Ak poznáme svietivosť hviezdy, potom je veľmi jednoduché vypočítať stred obývateľnej zóny - stačí vziať druhú odmocninu pomeru svietivosti tejto hviezdy a dať do vzťahu so svietivosťou hviezdy. Slnko, teda:

R ae \u003d (L hviezda / L slnko) 1/2.

Tu Rae je priemerný polomer obývateľnej zóny v astronomických jednotkách a L hviezda a L slnko - bolometrické ukazovatele svietivosti požadovanej hviezdy a Slnka, resp.

Hranice obývateľnej zóny sú stanovené na základe požiadavky, aby planéty v nej mali vodu v tekutom stave, keďže je nevyhnutným rozpúšťadlom pri mnohých biomechanických reakciách.

Za vonkajším okrajom obývateľnej zóny planéta nedostáva dostatok slnečného žiarenia na kompenzáciu radiačných strát a jej teplota klesne pod bod mrazu vody. Planéta bližšie k Slnku, než je vnútorný okraj obývateľnej zóny, by sa jeho žiarením prehriala, čo by spôsobilo vyparovanie vody.

Presnejšie povedané, vnútorná hranica je určená jednak vzdialenosťou planéty od hviezdy, jednak zložením jej atmosféry a najmä prítomnosťou takzvaných skleníkových plynov: vodnej pary, oxidu uhličitého, metánu, amoniaku, a ďalšie. Ako je známe, skleníkové plyny spôsobujú otepľovanie atmosféry, čo v prípade katastrofálne rastúceho skleníkového efektu (napríklad skorá Venuša) vedie k vyparovaniu vody z povrchu planéty a strate z atmosféry.

Vonkajšia hranica je ďalšou stránkou problému.

Akonáhle sa množstvo energie stane nedostatočným, skleníkové plyny (vodná para, metán atď.) kondenzujú z atmosféry, vypadávajú ako dážď alebo sneh atď. A v skutočnosti sa pod polárnou čiapočkou na Marse nahromadili skleníkové plyny.

O obývateľnej zóne pre hviezdy mimo našej slnečnej sústavy je veľmi dôležité povedať jedno slovo: potenciál - zóna potenciálnej obývateľnosti, teda sú v nej splnené podmienky potrebné, ale nie postačujúce na vznik života. Tu musíme hovoriť o životaschopnosti planéty, keď do hry vstupuje množstvo geofyzikálnych a biochemických javov a procesov, ako je prítomnosť magnetického poľa na planéte, dosková tektonika, trvanie planetárneho dňa a pod. .

Tieto javy a procesy sa teraz aktívne študujú v novom smere astronomického výskumu – astrobiológii.

Hľadajte planéty v obývateľnej zóne

Astrofyzici jednoducho hľadajú planéty a potom zisťujú, či sa nachádzajú v obývateľnej zóne.

Z astronomických pozorovaní môžete vidieť, kde sa táto planéta nachádza, kde sa nachádza jej dráha.

Ak je v obývateľnej zóne, okamžite sa zvyšuje záujem o túto planétu. Ďalej musíte túto planétu študovať z iných aspektov: atmosféra, chemická diverzita, prítomnosť vody a zdroj tepla.

To nás už mierne vyvádza zo zátvoriek konceptu "potenciál". Ale hlavným problémom je, že všetky tieto hviezdy sú veľmi ďaleko.

Jedna vec je vidieť planétu okolo hviezdy, ako je Slnko. Existuje množstvo exoplanét podobných našej Zemi – takzvané sub- a super-Zeme, teda planéty s polomermi blízkymi alebo o niečo väčšími ako je polomer Zeme.

Astrofyzici ich skúmajú skúmaním atmosféry, povrch nevidíme – len v ojedinelých prípadoch, takzvané priame zobrazovanie, kedy vidíme len veľmi vzdialený bod. Preto musíme študovať, či má táto planéta atmosféru, a ak áno, aké je jej zloženie, aké plyny sa tam nachádzajú atď.

Obrázok: Exoplanéta (červená bodka vľavo) a hnedý trpaslík 2 M1207 b (uprostred). Prvý obrázok nasnímaný technológiou priameho zobrazovania v 2004 rok. (ESO/ VL T)

V širšom zmysle je hľadanie života mimo slnečnej sústavy, ale aj v slnečnej sústave, hľadaním takzvaných biomarkerov.

Predpokladá sa, že biomarkery sú chemické zlúčeniny biologického pôvodu.

Vieme, že hlavným biomarkerom na Zemi je napríklad prítomnosť kyslíka v atmosfére. Vieme, že na ranej Zemi bolo veľmi málo kyslíka.

Najjednoduchší, primitívny život vznikol skoro, mnohobunkový život vznikol dosť neskoro, nehovoriac o inteligentnom. Potom sa však vďaka fotosyntéze začal vytvárať kyslík, zmenila sa atmosféra.

A to je jeden z možných biomarkerov. Teraz z iných teórií vieme, že existuje množstvo planét s kyslíkovou atmosférou, ale tvorbu molekulárneho kyslíka tam nespôsobujú biologické, ale bežné fyzikálne procesy, povedzme rozklad vodnej pary pod vplyvom hviezd. ultrafialové žiarenie.

Preto všetko nadšenie, že len čo uvidíme molekulárny kyslík, už to bude biomarker, nie je celkom opodstatnené.

Misia "Kepler"

Vesmírny ďalekohľad (CT) "Kepler"- jedna z najúspešnejších astronomických misií (samozrejme po Hubblovom vesmírnom teleskope).

Je zameraná na hľadanie planét.

Vďaka CT "Kepler" urobili sme kvalitatívny skok v štúdiu exoplanét. CT "Kepler" bola zameraná na jeden spôsob objavovania – takzvané tranzity, kedy fotometer – jediný prístroj na palube satelitu – sledoval zmenu jasnosti hviezdy v čase, keď planéta prešla medzi ňou a ďalekohľadom.

To poskytlo informácie o obežnej dráhe planéty, jej hmotnosti a teplotných podmienkach. A to umožnilo určiť v prvej časti tejto misie poradie 4500 potenciálnych planetárnych kandidátov.

Obrázok: Keplerov vesmírny teleskop (NASA)

V astrofyzike, astronómii a pravdepodobne vo všetkých prírodných vedách je zvykom potvrdzovať objavy.

Fotometer zistí, že sa jas hviezdy mení, ale čo to môže znamenať?

Možno niektoré vnútorné procesy vo hviezde vedú k zmenám; planéty prechádzajú - stmieva sa. Preto je potrebné pozerať sa na frekvenciu zmien.

Ale aby ste mohli s istotou povedať, že tam sú planéty, musíte to potvrdiť iným spôsobom - napríklad zmenou radiálnej rýchlosti hviezdy. To je, teraz o 3600 planéty sú planéty potvrdené viacerými metódami pozorovania.

A potenciálni kandidáti sú takmer 5000 .

Proxima Centauri

V auguste 2016 2009 bolo prijaté potvrdenie o prítomnosti planéty s názvom Proxima b blízko hviezdy Proxima Centauri.

Prečo to všetkých tak zaujíma?

Z veľmi jednoduchého dôvodu: je to najbližšia hviezda k nášmu Slnku na diaľku 4,2 svetelných rokov (to znamená, že svetlo pokrýva túto vzdialenosť v 4,2 roku). Toto je k nám najbližšia exoplanéta a možno aj najbližšie nebeské teleso k slnečnej sústave, na ktorom môže existovať život.

Prvé merania sa uskutočnili v r 2012 roku, ale keďže táto hviezda je studený červený trpaslík, bolo potrebné vykonať veľmi dlhú sériu meraní. A niekoľko vedeckých tímov v Európskom južnom observatóriu (ESO) hviezdu pozoruje už niekoľko rokov. Urobili webovú stránku, volá sa Pale Red D ot (palereddot.org - ed.), t.j. "bledo červená bodka" a boli tam zverejnené pozorovania.

Astronómovia priťahovali rôznych pozorovateľov a výsledky pozorovaní bolo možné sledovať vo verejnej sfére. Takže samotný proces objavovania tejto planéty bolo možné sledovať takmer online.

A názov pozorovacieho programu a webovej stránky sa vracia k termínu Pale Red. D ot, ktorý navrhol slávny americký vedec Carl Sagan pre snímky planéty Zem prenášané kozmickými loďami z hlbín slnečnej sústavy. Keď sa pokúsime nájsť planétu podobnú Zemi v iných hviezdnych sústavách, môžeme si skúsiť predstaviť, ako naša planéta vyzerá z hlbín vesmíru.

Tento projekt sa volal Pale Blue D ot( "Bledomodrá bodka"), pretože z vesmíru je vďaka svietivosti atmosféry naša planéta viditeľná ako modrá bodka. Planéta Proxima b skončila v obývateľnej zóne svojej hviezdy a relatívne blízko Zeme.

Ak sme my, planéta Zem, zapnutá 1 astronomická jednotka od svojej hviezdy, potom je táto nová planéta zapnutá 0,05 , teda v 200 krát bližšie. Hviezda ale slabšie svieti, je chladnejšie a už v takýchto vzdialenostiach spadá do takzvanej prílivovej zachytávacej zóny.

Keďže Zem zachytila ​​Mesiac a rotujú spolu, situácia je tu rovnaká. Zároveň je však jedna strana planéty zahrievaná a druhá studená.

Obrázok: Odhadovaná krajina Proxima Centauri b, ako ju zobrazuje umelec (ESO/ M. Kornmesser

Sú tam také klimatické podmienky, systém vetrov, ktorý si vymieňa teplo medzi vyhrievanou časťou a tmavou časťou a na hraniciach týchto hemisfér môžu byť celkom priaznivé podmienky pre život.

Problém planéty Proxima Centauri b je však v tom, že materskou hviezdou je červený trpaslík.

Červení trpaslíci žijú pomerne dlho, ale majú jednu špecifickú vlastnosť: sú veľmi aktívni. Existujú hviezdne erupcie, výrony koronálnej hmoty atď.

O tomto systéme už vyšlo nemálo vedeckých článkov, kde sa napríklad hovorí, že na rozdiel od Zeme tam v r. 20 –30 krát vyššia ako úroveň ultrafialového žiarenia. To znamená, že na to, aby boli na povrchu priaznivé podmienky, musí byť atmosféra dostatočne hustá, aby chránila pred žiarením.

Je to však jediná k nám najbližšia exoplanéta, ktorú možno podrobne študovať pomocou ďalšej generácie astronomických prístrojov. Pozorujte jeho atmosféru, sledujte, čo sa tam deje, či sú tam skleníkové plyny, aká je tam klíma, či sú tam biomarkery.

Astrofyzici budú študovať planétu Proxima b, je to horúci objekt pre výskum.

vyhliadky

Čakáme na spustenie niekoľkých nových pozemných a vesmírnych ďalekohľadov, nových prístrojov.

V Rusku to bude vesmírny teleskop "Spektrum-UV". Inštitút astronómie Ruskej akadémie vied aktívne pracuje na tomto projekte.

AT 2018 Americký vesmírny teleskop bude vypustený tento rok. James Webb je ďalšou generáciou v porovnaní s CT. Hubbleov teleskop. Jeho rozlíšenie bude oveľa vyššie a budeme môcť pozorovať zloženie atmosféry tých exoplanét, o ktorých vieme, nejako vyriešiť ich štruktúru, klimatický systém.

Musíte však pochopiť, že ide o všeobecný astronomický prístroj - samozrejme, že bude veľmi veľká konkurencia, rovnako ako na CT. Hubble: niekto sa chce pozerať na galaxiu, niekto chce pozorovať hviezdy, niekto iný chce vidieť niečo iné. Plánuje sa niekoľko špecializovaných misií na prieskum exoplanét, ako napríklad NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Vlastne v nadchádzajúcom 10 rokov môžeme očakávať výrazný pokrok v našich znalostiach o exoplanétach vo všeobecnosti a najmä o potenciálne obývateľných exoplanétach, ako je Zem.

Pozrite sa na rozptyl hviezd na čiernej nočnej oblohe – všetky obsahujú úžasné svety ako naša slnečná sústava. Podľa najkonzervatívnejších odhadov obsahuje galaxia Mliečna dráha viac ako sto miliárd planét, z ktorých niektoré môžu byť podobné Zemi.

Nové informácie o "cudzích" planétach - exoplanéty- otvoril Keplerov vesmírny teleskop a skúmal súhvezdia v očakávaní okamihu, keď bude pred jeho svietidlom vzdialená planéta.

Orbitálne observatórium bolo spustené v máji 2009 špeciálne na hľadanie exoplanét, no o štyri roky neskôr zlyhalo. Po mnohých pokusoch vrátiť teleskop do prevádzky bola NASA v auguste 2013 nútená vyradiť observatórium zo svojej „vesmírnej flotily“. Napriek tomu za roky pozorovaní získal Kepler toľko unikátnych údajov, že ich štúdium potrvá ešte niekoľko rokov. NASA sa už pripravuje na vypustenie Keplerovho nástupcu, teleskopu TESS, v roku 2017.

Superzeme v páse Zlatovlásky

Astronómovia dnes identifikovali takmer 600 nových svetov z 3500 kandidátov na titul „exoplanéta“. Predpokladá sa, že medzi týmito nebeskými telesami sa aspoň 90% môže ukázať ako „skutočné planéty“ a zvyšok - dvojité hviezdy, „hnedí trpaslíci“, ktorí nedosiahli hviezdne veľkosti a zhluky veľkých asteroidov.

Väčšina kandidátov na nové planéty sú plynní obri ako Jupiter alebo Saturn, ako aj super-Zeme – kamenné planéty niekoľkonásobne väčšie ako tá naša.

Prirodzene, zďaleka nie všetky planéty spadajú do zorného poľa Keplera a iných ďalekohľadov. Ich počet sa odhaduje len na 1-10%.

Aby sme definitívne identifikovali exoplanétu, musí byť opakovane fixovaná na disku svojej hviezdy. Je jasné, že najčastejšie sa ukáže, že sa nachádza blízko svojho Slnka, pretože vtedy bude jeho rok trvať len niekoľko pozemských dní či týždňov, takže astronómovia budú môcť pozorovania mnohokrát opakovať.

Takéto planéty vo forme horúcich guľôčok plynu sa často ukážu ako „horúce Jupitery“ a jedna zo šiestich je ako horiaca super-Zem pokrytá lávovými morami.

Samozrejme, v takýchto podmienkach proteínový život nášho typu nemôže existovať, no medzi stovkami nehostinných tiel sa nájdu príjemné výnimky. Doteraz bolo identifikovaných viac ako sto terestrických planét, ktoré sa nachádzajú v takzvanej obývateľnej zóne, resp. opasok zlatovlásky.

Táto rozprávková postava sa riadila zásadou „nie viac, nič menej“. Podobne aj vzácne planéty zaradené do „zóny života“, teplota by mala byť v medziach existencie tekutej vody. Navyše, 24 planét z tohto počtu má polomer menší ako dva polomery Zeme.

Zatiaľ však iba jedna z týchto planét má hlavné črty dvojičky Zeme: nachádza sa v zóne Zlatovlásky, je blízka veľkosti Zeme a je súčasťou systému žltého trpaslíka podobného Slnku.

Vo svete červených trpaslíkov

Astrobiológovia, vytrvalo hľadajúci mimozemský život, však neklesajú na duchu. Väčšina hviezd v našej galaxii sú malí chladní a slabí červení trpaslíci. Podľa moderných údajov tvoria červení trpaslíci, ktorí sú približne poloviční a chladnejší ako Slnko, najmenej tri štvrtiny „hviezdnej populácie“ Mliečnej dráhy.

Okolo týchto „slnečných bratrancov“ sa točia miniatúrne systémy s veľkosťou orbity Merkúra a majú aj svoje vlastné pásy Zlatovlásky.

Astrofyzici z Kalifornskej univerzity v Berkeley dokonca zostavili špeciálny počítačový program TERRA, pomocou ktorého sa podarilo identifikovať tucet pozemských dvojčiat. Všetky sú blízko svojich životných zón v blízkosti malých červených svietidiel. To všetko výrazne zvyšuje šance na prítomnosť mimozemských centier života v našej galaxii.

Červení trpaslíci, v blízkosti ktorých sa našli planéty podobné Zemi, boli predtým považované za veľmi tiché hviezdy a vzplanutia sprevádzané výronmi plazmy sa na ich povrchu vyskytujú len zriedka.

Ako sa ukázalo, v skutočnosti sú takéto svietidlá ešte aktívnejšie ako Slnko.

Na ich povrchu sa neustále vyskytujú silné kataklizmy, ktoré generujú hurikánové poryvy „hviezdneho vetra“, ktoré dokážu prekonať aj silný magnetický štít Zeme.

Avšak za blízkosť svojej hviezdy môžu mnohé dvojčatá Zeme zaplatiť veľmi vysokú cenu. Toky žiarenia z častých zábleskov na povrchu červených trpaslíkov môžu doslova „zlízať“ časť atmosféry planét, čím sa tieto svety stávajú neobývateľnými. Nebezpečenstvo koronálnych ejekcií zároveň zvyšuje skutočnosť, že oslabená atmosféra bude slabo chrániť povrch pred nabitými časticami tvrdého ultrafialového žiarenia a röntgenových lúčov „hviezdneho vetra“.

Navyše hrozí, že magnetosféry potenciálne obývateľných planét budú potlačené najsilnejším magnetickým poľom červených trpaslíkov.

Rozbitý magnetický štít

Astronómovia už dlho predpokladajú, že mnoho červených trpaslíkov má silné magnetické pole, ktoré môže ľahko preraziť magnetický štít obklopujúci potenciálne obývateľné planéty. Na dôkaz toho bol vybudovaný virtuálny svet, v ktorom naša planéta rotuje okolo podobnej hviezdy na veľmi tesnej dráhe v „zóne života“.

Ukázalo sa, že veľmi často magnetické pole trpaslíka nielen silne deformuje zemskú magnetosféru, ale dokonca ju zaženie pod povrch planéty. V takomto scenári by nám už o pár miliónov rokov nezostal vzduch ani voda a celý povrch by bol spálený kozmickým žiarením.

Z toho vyplývajú dva zaujímavé závery. Hľadanie života v systémoch červených trpaslíkov sa môže ukázať ako úplne beznádejné, a to je ďalšie vysvetlenie „veľkého ticha vesmíru“.

Možno však nemôžeme nijakým spôsobom odhaliť mimozemskú inteligenciu, pretože naša planéta sa zrodila príliš skoro...

Kto môže žiť na vzdialených exoplanétach? Možno také stvorenia?

Smutný osud prvorodeného

Analýzou údajov získaných pomocou teleskopov Kepler a Hubble astronómovia zistili, že proces tvorby hviezd v Mliečnej dráhe sa výrazne spomalil. Je to spôsobené rastúcim nedostatkom stavebných materiálov vo forme oblakov prachu a plynu.

Napriek tomu v našej galaxii zostáva ešte veľa materiálu na zrod hviezd a planetárnych systémov. Navyše, o niekoľko miliárd rokov sa náš hviezdny ostrov zrazí s obrovskou galaxiou hmloviny Andromeda, čo spôsobí kolosálny výbuch hviezd.

Na tomto pozadí budúceho galaktického vývoja nedávno zaznela senzačná správa, že pred štyrmi miliardami rokov, v čase vzniku slnečnej sústavy, existovala len desatina potenciálne obývateľných planét.

Ak vezmeme do úvahy, že zrod najjednoduchších mikroorganizmov na našej planéte trvalo niekoľko stoviek miliónov rokov a vytvorili sa o niekoľko miliárd rokov rozvinutejšie formy života, je vysoko pravdepodobné, že inteligentní mimozemšťania sa objavia až po zániku Slnka.

Možno tu leží riešenie zaujímavého Fermiho paradoxu, ktorý kedysi sformuloval vynikajúci fyzik: a kde sú títo mimozemšťania? Alebo má zmysel hľadať odpovede na našej planéte?

Extrémofili na Zemi a vo vesmíre

Čím viac sa presviedčame o jedinečnosti nášho miesta vo Vesmíre, tým častejšie sa vynára otázka: môže život existovať a rozvíjať sa vo svetoch úplne odlišných od toho nášho?

Odpoveď na túto otázku dáva existencia úžasných organizmov - extrémofilov na našej planéte. Svoje meno dostali pre svoju schopnosť prežiť v extrémnych teplotách, jedovatých prostrediach a dokonca aj v priestore bez vzduchu. Morskí biológovia našli v podzemných gejzíroch podobné tvory – „morských fajčiarov“.

Tam sa im darí pod kolosálnym tlakom v neprítomnosti kyslíka na samom okraji horúcich sopečných prieduchov. Ich "kolegovia" sa nachádzajú v slaných horských jazerách, horúcich púštiach a subglaciálnych nádržiach Antarktídy. Existujú dokonca "tardigrádne" mikroorganizmy, ktoré znášajú vákuum vesmíru. Ukazuje sa, že aj v radiačnom prostredí v blízkosti červených trpaslíkov môžu vzniknúť nejaké „extrémne mikróby“.

Kyslé jazero nachádzajúce sa v Yellowstone. Červený plak – acidofilné baktérie

Tardigrady môžu existovať vo vesmírnom vákuu

Akademická evolučná biológia verí, že život na Zemi vznikol chemickými reakciami v „teplom plytkom bazéne“ preniknutým ultrafialovými a ozónovými prúdmi zo zúrivých „bleskových búrok“. Na druhej strane astrobiológovia vedia, že chemické stavebné kamene života sa nachádzajú aj na iných svetoch. Napríklad boli zaznamenané v plynových a prachových hmlovinách a satelitných systémoch našich plynových gigantov. To, samozrejme, nie je ani zďaleka „plnohodnotný život“, ale je to prvý krok k nemu.

„Štandardná“ teória pôvodu života na Zemi dostala nedávno silný úder od... geológovia. Ukazuje sa, že prvé organizmy sú oveľa staršie, ako sa doteraz predpokladalo, a vznikli v úplne nepriaznivom prostredí metánovej atmosféry a vriacej magmy vylievajúcej sa z tisícok sopiek.

To núti mnohých biológov premýšľať o starej hypotéze panspermie. Podľa nej prvé mikroorganizmy vznikli niekde inde, povedzme na Marse, a na Zem prišli v jadre meteoritov. Možno, že staré baktérie museli prejsť dlhšiu vzdialenosť v kometárnych jadrách z iných hviezdnych systémov.

Ale ak je to tak, potom nás cesty „kozmickej evolúcie“ môžu priviesť k „bratom pôvodu“, ktorí čerpali „semená života“ z rovnakého zdroja ako my...

Páči sa mi to láska Haha Wow Smutný Nahnevaný

Podľa výskumníka z Yale University (USA) je pri hľadaní obývateľných svetov potrebné uvoľniť miesto pre druhú podmienku „Zlatovláska“.

Po mnoho desaťročí sa predpokladalo, že kľúčovým faktorom pri určovaní, či planéta môže podporovať život, bola jej vzdialenosť od Slnka. V našej slnečnej sústave je napríklad Venuša príliš blízko Slnka, Mars príliš ďaleko a Zem je tak akurát. Vedci túto vzdialenosť nazývajú „obývateľná zóna“ alebo „zóna zlatovlásky“.

Verilo sa tiež, že planéty sú schopné nezávisle regulovať svoju vnútornú teplotu pomocou konvekcie plášťa a podzemného premiestňovania hornín spôsobených vnútorným zahrievaním a ochladzovaním. Planéta môže byť spočiatku príliš studená alebo príliš horúca, ale nakoniec dosiahne správnu teplotu.

Nová štúdia publikovaná v časopise Vedecké pokroky 19. august 2016 ukazuje, že len pobyt v obývateľnej zóne na udržanie života nestačí. Planéta musí mať na začiatku požadovanú vnútornú teplotu.

Nová štúdia ukázala, že na vznik a udržanie života musí mať planéta určitú teplotu. Poďakovanie: Michael S. Helfenbein/Yale University

„Ak zbierate všetky druhy vedeckých údajov o tom, ako sa Zem za posledných niekoľko miliárd rokov vyvíjala, a pokúšate sa to pochopiť, nakoniec si uvedomíte, že konvekcia v plášti je celkom ľahostajná k vnútornej teplote,“ povedal Jun Korenaga, autor. štúdia a profesor geológie a geofyziky na Yale University. Korenaga predstavil všeobecný teoretický rámec, ktorý vysvetľuje mieru samoregulácie očakávanej pre konvekciu v plášti. Vedec naznačil, že samoregulácia je sotva charakteristická pre pozemské planéty.

„Neprítomnosť samoregulačného mechanizmu má veľký význam pre obývateľnosť planét. Výskum formovania planét naznačuje, že pozemské planéty vznikajú silnými nárazmi a je známe, že výsledok tohto vysoko náhodného procesu je veľmi variabilný,“ píše Korenaga.

Rôzne veľkosti a vnútorné teploty by nebránili planetárnemu vývoju, ak by sa plášť samoreguloval. To, čo na našej planéte vrátane oceánov a kontinentov považujeme za samozrejmosť, by neexistovalo, keby sa vnútorná teplota Zeme nenachádzala v určitom rozmedzí, čo znamená, že začiatok histórie Zeme nebol príliš horúci ani príliš studený.

Inštitút astrobiológie NASA štúdiu podporil. Korenaga je spoluriešiteľom projektového tímu NASA Alternative Earths. Tím je zaneprázdnený otázkou, ako si Zem počas väčšiny svojej histórie udržiava trvalú biosféru, ako sa biosféra prejavuje v „biopodpisoch“ v planetárnom meradle a hľadaním života vo vnútri a mimo slnečnej sústavy.

Príklad systému na nájdenie obývateľnej zóny v závislosti od typu hviezd.

v astronómii, obývateľná zóna, obývateľná zóna, životná zóna (obývateľná zóna, HZ) je podmienená oblasť vo vesmíre, určená na základe toho, že podmienky na povrchu tých, ktorí sú v nej, budú blízke podmienkam na a zabezpečia existenciu vody v kvapalnej fáze. V súlade s tým budú takéto planéty (alebo ich) priaznivé pre vznik života podobného Zemi. Pravdepodobnosť výskytu života je najväčšia v obývateľnej zóne v okolí ( cirkumhviezdna obývateľná zóna, CHZ ) nachádzajúci sa v obývateľnej zóne ( galaktická obývateľná zóna, GHZ), aj keď výskum v tejto oblasti je stále v plienkach.

Je potrebné poznamenať, že prítomnosť planéty v obývateľnej zóne a jej priaznivé podmienky pre život nemusia nevyhnutne súvisieť: prvá charakteristika opisuje podmienky v planetárnom systéme ako celku a druhá - priamo na povrchu nebeského telesa. .

V anglickojazyčnej literatúre sa obývateľná zóna nazýva aj tzv zóna zlatovlásky (Zóna Zlatovláska). Tento názov je odkazom na anglickú rozprávku Zlatovláska a tri medvede, v ruštine známy ako „Tri medvede“. V rozprávke sa Zlatovláska pokúša použiť niekoľko sád troch homogénnych predmetov, z ktorých každý je príliš veľký (tvrdý, horúci atď.), druhý je príliš malý (mäkký, studený ... .), a tretia, medzi nimi, položka sa ukáže ako „tak akurát“. Podobne, aby bola planéta v obývateľnej zóne, nesmie byť ani príliš ďaleko od hviezdy, ani blízko nej, ale v „správnej“ vzdialenosti.

Obytná zóna hviezdy

Hranice obývateľnej zóny sú stanovené na základe požiadavky, aby planéty v nej mali vodu v tekutom stave, keďže je nevyhnutným rozpúšťadlom pri mnohých biochemických reakciách.

Za vonkajším okrajom obývateľnej zóny planéta nedostáva dostatok slnečného žiarenia na kompenzáciu radiačných strát a jej teplota klesne pod bod mrazu vody. Planéta bližšie k Slnku, než je vnútorný okraj obývateľnej zóny, by sa jeho žiarením prehriala, čo by spôsobilo vyparovanie vody.

Vzdialenosť od hviezdy, kde je tento jav možný, sa vypočítava z veľkosti a svietivosti hviezdy. Stred obývateľnej zóny pre konkrétnu hviezdu je opísaný rovnicou:

(\displaystyle d_(AU)=(\sqrt (L_(hviezda)/L_(slnko)))), kde: - priemerný polomer obývateľnej zóny v , - bolometrický index (svietivosť) hviezdy, - bolometrický index (svietivosť) .

Obytná zóna v slnečnej sústave

Existujú rôzne odhady toho, kam siaha obývateľná zóna:

Vnútorná hranica, napr.	Vonkajšia hranica a. e.	Zdroj	Poznámky
0,725	1,24	Dole 1964	Odhad za predpokladu opticky priehľadného a pevného albeda.
0,95	1,01	Hart a kol. 1978, 1979	Hviezdy K0 a ďalej nemôžu mať obývateľnú zónu
0,95	3,0	Fogg 1992	Oceňovanie pomocou uhlíkových cyklov
0,95	1,37	Casting a spol. 1993
-	1-2% ďalej...	Budyko 1969, Sellers 1969, Sever 1975	... vedie ku globálnemu zaľadneniu.
4-7% bližšie...	-	Rasool & DeBurgh 1970	...a oceány nebudú kondenzovať.
-	-	Schneider a Thompson 1980	Kritika Harta.
-	-	1991
-	-	1988	Vodné mraky môžu zúžiť obývateľnú zónu, pretože zvyšujú albedo, a tak pôsobia proti skleníkovému efektu.
-	-	Ramanathan a Collins 1991	Skleníkový efekt pre infračervené žiarenie má silnejší účinok ako zvýšené albedo v dôsledku oblačnosti a Venuša mala byť suchá.
-	-	Lovelock z roku 1991
-	-	Whitemire a kol. 1991

Galaktická obývateľná zóna

Úvahy o tom, že poloha planetárneho systému, nachádzajúceho sa v rámci galaxie, by mala mať vplyv na možnosť rozvoja života, viedli ku koncepcii tzv. „galaktická obývateľná zóna“ ( GHZ, galaktická obývateľná zóna ). Koncept vyvinutý v roku 1995 Guillermo Gonzalez napriek tomu, že bol vyzvaný.

Galaktická obývateľná zóna je podľa v súčasnosti dostupných predstáv prstencovitá oblasť nachádzajúca sa v rovine galaktického disku. Odhaduje sa, že obývateľná zóna sa nachádza v oblasti 7 až 9 kpc od stredu galaxie, pričom sa časom rozširuje a obsahuje hviezdy staré 4 až 8 miliárd rokov. Z týchto hviezd je 75 % starších ako Slnko.

V roku 2008 skupina vedcov publikovala rozsiahle počítačové simulácie, ktoré prinajmenšom v galaxiách ako Mliečna dráha môžu hviezdy ako Slnko migrovať na veľké vzdialenosti. To je v rozpore s predstavou, že niektoré oblasti galaxie sú pre život vhodnejšie ako iné.

Hľadajte planéty v obývateľnej zóne

Planéty v obývateľných zónach majú veľký záujem vedcov, ktorí hľadajú ako mimozemský život, tak aj budúce domovy pre ľudstvo.

Drakeova rovnica, ktorá sa pokúša určiť pravdepodobnosť mimozemského inteligentného života, zahŕňa premennú ( nie) ako počet obývateľných planét v hviezdnych sústavách s planétami. Nájdenie Zlatovlásky pomáha spresniť hodnoty tejto premennej. Extrémne nízke hodnoty môžu podporovať jedinečnú hypotézu Zeme, ktorá tvrdí, že séria mimoriadne nepravdepodobných udalostí a udalostí viedla k vzniku života na . Vysoké hodnoty môžu posilniť Koperníkov princíp priemernosti v pozícii: veľký počet planét Zlatovlásky znamená, že Zem nie je jedinečná.

Hľadanie planét veľkosti Zeme v obývateľných zónach hviezd je kľúčovou súčasťou misie, ktorá využíva (spustená 7. marca 2009, UTC) na prieskum a zber charakteristík planét v obývateľných zónach. K aprílu 2011 bolo objavených 1235 možných planét, z ktorých 54 sa nachádza v obývateľných zónach.

Prvá potvrdená exoplanéta v obývateľnej zóne, Kepler-22b, bola objavená v roku 2011. K 3. februáru 2012 sú známe štyri spoľahlivo potvrdené planéty, ktoré sa nachádzajú v obývateľných zónach svojich hviezd.