Mga formula para sa pagkalkula ng mga hangganan ng habitable zone. Paano ginagawa ang exoplanet habitable zone modeling

Sa isang talakayan tungkol sa pagsasalin ng astrophysical term na "habitable zone", nagbukas kami ng bagong rubric " Maling kaibigan translator”, na tatalakay sa kawastuhan at kasapatan ng pagsasalin. Magpadala ng mga halimbawa ng mga termino na, sa iyong opinyon, ay hindi wastong isinalin sa Russian, na nagpapaliwanag kung bakit ang iyong iminungkahing pagsasalin ay mas mahusay at mas tumpak kaysa sa iba.

Panimula ng bago mga terminong pang-agham- responsableng negosyo. Gumagamit ka ng nagri-ring na salita nang hindi nag-iisip, at pagkatapos ay magdurusa ang mga tao sa loob ng maraming siglo. Tamang-tama para sa bawat bago konseptong siyentipiko ito ay kanais-nais na mag-imbento ng isang bagong salita na walang matatag na kahulugan noon. Ngunit bihira itong mangyari. Ang isang magandang halimbawa ay ang "quark" ng mga physicist. Ang mga kaugnay na konsepto ay karaniwang tinatawag na single-root na salita, na medyo maginhawa (geology, heograpiya, geomagnetic). Ngunit madalas na kumikilos ang mga siyentipiko salungat sa mga tradisyong ito, na nagbibigay ng mga pangalan ayon sa prinsipyong "kung ano ang naisip". Ang isang halimbawa mula sa astronomiya ay ang "planetary nebulae", na walang kinalaman sa mga planeta, na sa bawat oras ay kailangang ipaliwanag sa mga di-espesyalista.

Walang gaanong maingat na pagsasaalang-alang ang dapat ibigay sa pagsasalin ng mga terminong Ingles sa katutubong wika. Ito ay palaging problema: halimbawa, mga kumpol ng bituin (kumpol ng bituin) sa simula ng ika-20 siglo ay tinawag na star heps. Hindi ko rin pinag-uusapan ang transliterasyon ng mga pangalan ng mga siyentipiko: halimbawa, ang astronomer na si H. N. Russell ay ipinakita sa panitikan sa wikang Ruso sa anim na bersyon - Russell, Russell, Ressel, Ressell, Ressel at Russell. Para sa moderno mga search engine iba't ibang tao ito.

AT mga nakaraang taon ang problema ng terminolohiya ay lumala sa maraming kadahilanan: ang mga hindi marunong bumasa at sumulat na mamamahayag at di-propesyonal na mga may-akda ay nag-publish ng kanilang mga pagsasalin sa Web, hindi nag-abala na pamilyar sa umiiral nang terminolohiya ng Ruso, ngunit simpleng pagsasalin Ingles na mga salita. Kaya, ang salitang "transit" ay nagsimulang lumitaw nang mas madalas, na nangangahulugang ang pagpasa ng planeta laban sa background ng disk ng isang bituin. Para sa mga propesyonal na astronomer, ang mga terminong "passage", "occultation", "eclipse" ay may sariling mga tiyak na kahulugan, na hindi makikita sa iisang salitang "transit".

Sa kasamaang palad, sa karamihan online na mga publikasyon walang siyentipikong pag-edit, at kahit na ang mga publisher ng papel ay bihirang pinapayagan ang kanilang sarili ng ganitong "karangyaan". Tila mayroong isang "Wikipedia", kung saan ang terminolohiya ay dapat na linawin sa pamamagitan ng mga karaniwang pagsisikap. Minsan ito ay talagang nagtagumpay, ngunit mas gusto pa rin ng mga propesyonal na mamuhunan sa isang karaniwang platform na tinatawag na Wikipedia, na iniiwan ang nilalaman ng Wikipedia (wika ng Ruso) sa budhi ng mga baguhan na mahilig.

Kapag ang isang bago at, bukod dito, ang hindi matagumpay na termino ay nagsimulang dumating sa sirkulasyon, may oras upang isaalang-alang ang problema at demokratikong dumating sa isang karaniwang opinyon. Samakatuwid - bilang isang inisyatiba - iminumungkahi kong talakayin ang pagsasalin terminong Inglescircumstellar habitable zone”, o, sa madaling salita, “ habitable zone”, na naging kamakailang mga panahon napakapopular sa mga mananaliksik ng mga exoplanetary system.

Pinag-uusapan natin ang hanay ng mga distansya mula sa bituin, kung saan ang temperatura sa ibabaw ng planeta ay nasa saklaw mula 0 hanggang 100°C. Sa normal na presyon ng atmospera, nagbubukas ito ng posibilidad ng pagkakaroon likidong tubig at, samakatuwid, ang buhay sa kasalukuyang kahulugan nito. Sa mga domestic publication sa paksang ito, tatlong variant ng pagsasalin ng terminong " habitable zone” - sona ng buhay, habitable zone at habitable zone. Subukan nating malaman ito.

Ang kumpletong hindi kaangkupan ng termino ay agad na halata habitable zone, na nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng mga nabubuhay na nilalang sa zone na ito at kahit na nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng isang tao doon. "Diksyunaryo ng wikang Ruso" S. I. Ozhegov (1987) ay tumutukoy: tinitirhan- pinaninirahan ng mga tao, pagkakaroon ng populasyon; isang halimbawa ay isang pinaninirahan na isla.

Talaga, " disyerto na isla" ay hindi nangangahulugan na ito ay baog; wala lang tao dun.

Ang mas malawak na kahulugan ay Diksyunaryo wikang Ruso" ni S. I. Ozhegov at N. Yu. Shvedova (1992): tinitirhan- pinaninirahan ng mga tao, pagkakaroon ng populasyon; sa pangkalahatan ay ganoon, kung saan may mga buhay na nilalang. Mga halimbawa - tinatahanang lupa , isla na tinitirhan ng mga seagull. Anyway, tinitirhan ibig sabihin tinitirhan, isang " habitable zone"- isang populated na lugar kung saan MAY TUMIRA. Sa katunayan, nag-uusap kami tungkol sa pagkakaroon ng mga KUNDISYON PARA SA BUHAY, at hindi tungkol sa pagkakaroon ng mga nilalang sa loob nito. Malinaw, ang mga may-akda na gumagamit ng terminong habitable zone ay hindi gaanong sensitibo sa mga kahulugan ng kanilang katutubong wika.

Ano ang habitable zone? salita kakayahang tirahan sa Russian ay. Ngunit ano ito?

  1. Paliwanag na Diksyunaryo ng Ushakov: habitability - ang antas ng populasyon (tungkol sa lugar).
  2. Naval makasaysayang direktoryo(A. Loparev, D. Loparev): habitability ng barko - isang hanay ng mga kadahilanan na nagpapakilala sa mga kondisyon ng pananatili ng mga tao sa barko. Mga elemento ng habitability: mga sukat ng mga cabin, mga utility room, mga walkway; komposisyon, sukat at lokasyon ng kagamitan sa cabin; mga tagapagpahiwatig ng roll ng sasakyang-dagat, panginginig ng boses, ingay, kadalian ng pagpapanatili ng mga kagamitan sa barko, mga instrumento, mga sistema, atbp.
  3. Glossary ng mga tuntunin ng Ministry of Emergency Situations (2010): habitability - isang hanay ng mga salik na nagpapakilala sa mga kondisyon ng buhay ng tao.
  4. River Dictionary ng A. A. Lapin (2012): habitability ng barko - ang tagal ng paglalakbay nang walang resupply. Karaniwang inilalapat sa mga barko ng turista; kinakalkula sa mga araw.

Sa nakikita natin, karaniwang denominador sa mga medyo magkaibang interpretasyon na ito ay ang taong dapat ang presensya.

Direktang paglipat matitirahan ayon sa diksyunaryo ay nagbibigay ng mga sumusunod na opsyon - matitirahan, matitirahan. Napag-usapan na natin ang pagiging habitability, ngunit ang habitability, habang buhay, ay tumpak na sumasalamin sa kahulugan ng termino habitable zone. Sa pangkalahatan, sa Ingles -kaya nagsasalita ng posibilidad, hindi availability. Karamihan sapat na pagsasalin ito ay ang mahabang ekspresyong "livable zone" o ang medyo mapagpanggap na "livable zone". Ang isang mas simple at mas maikli na "zone ng buhay", sa aking opinyon, ay tumpak na nagbibigay ng kahulugan English expression. Hindi ang huling papel na ginagampanan ng kadalian ng pagbigkas. Paghambingin: life zone o habitable zone. Ako ay para sa sona ng buhay. At ikaw?

Mga komento

,
doc. Phys.-Math. agham, ulo. Kagawaran ng Physics at Ebolusyon ng mga Bituin, Institute of Astronomy, Russian Academy of Sciences

Sa aking pagsasanay, ginagamit ko ang opsyon na "matitirahan na sona", bagaman walang alinlangan kong inamin na tama si Vladimir Surdin sa diwa na ang terminong ito ay hindi nagbibigay ng sapat na pag-unawa sa kakanyahan nito. Ngunit ang "levable" zone sa bagay na ito ay hindi mas mabuti, kung hindi mas masahol pa!

Pagkatapos ng lahat, ano habitable zone? Ito ay ilang kumbensiyonal na tinukoy na pagitan ng mga distansya kung saan posible ang pagkakaroon ng likidong tubig. Hindi buhay, ngunit tubig lamang! Kasabay nito, dapat tandaan na ang posibilidad ng pagkakaroon ng tubig ay hindi nangangahulugan na ang tubig ay umiiral, at ang pagkakaroon ng tubig ay hindi ginagarantiyahan ang posibilidad na mabuhay.

Sa madaling salita, sa kasong ito(tulad ng marami pang iba) sinusubukan naming ilarawan sa dalawang salita ang isang napaka kumplikadong konsepto. Hindi posible na gawin ito nang sapat, kaya medyo katanggap-tanggap na gumamit ng isang naitatag na pagsasalin. Bukod dito, halos palaging kinakailangan na ipaliwanag kung ano ang ibig sabihin nito.

Sa astronomiya, nangyayari ito sa lahat ng oras, at ang mga halimbawa ay walang katapusan. Mula sa kamakailang isa, maaari, halimbawa, maalala ng isa ang "near-Earth asteroids", na maaaring hindi malapit sa Earth sa lahat. literal itong salita. Gumagamit din kami ng isa pa, medyo higit pa eksaktong termino- mga asteroid na papalapit sa Earth - ngunit hindi rin ito perpekto sa mga tuntunin ng paghahatid ng kahulugan. Nagkaroon ng mga pagtatangka na ipakilala ang tamang terminong "near-Earth asteroids" - ngunit subukang isagawa ito! Ang ikatlong bahagi ng lecture o ulat ay gagastusin sa paghahatid nito.

Sa pangkalahatan, sumunod din ako sa isang medyo conformist na posisyon sa bagay na ito. Pag sinabi ko planetary nebula”, Hindi ako nag-aalala tungkol sa katotohanang wala itong kinalaman sa mga planeta. Ang pangunahing bagay ay naiintindihan ko at ang aking kausap kung ano ang ibig sabihin.

Sa astronomiya, mayroong dalawang-katlo ng mga kontrobersyal na termino. Sino ang mahuhulaan ang kahulugan ng mga salitang "tamang pag-akyat"? Sino ang makakapagpalagay na ang "metallicity" ay madalas na tinutukoy bilang ang nilalaman ng oxygen? Paano ang mga bago at supernova na bituin?



,
tagasalin ng M. S. Gorbachev, ngayon ang pinuno ng serbisyo ng press ng Gorbachev Foundation

Sa bagay na ito, siyempre, tama si Vladimir Surdin. Sa katotohanan ay wikang Ingles sa kasong ito ay malinaw na naghihiwalay sa posibilidad at pagpapatupad nito: matitirahan- lugar na matitirhan tinitirhan- ang lugar kung saan sila nakatira. Sa karamihan ng mga kaso, ang suffix - kaya at Russian suffix - natanggap- ay medyo katumbas ( nababago- nababago), at sa kaso kapag may negasyon sa kahulugan, sila ay ganap na katumbas (dahil ang posibilidad ay hindi maisasakatuparan: hindi maarok- hindi maarok, hindi malubog- hindi malubog, atbp.)

Ngunit sa kaso ng salitang "walang nakatira" sa Russian, mayroong ilang "pagkabigo" (na medyo normal sa natural na mga wika), at hindi ito nangangahulugang "isang lugar kung saan hindi mabubuhay ang isang tao", ngunit "isang lugar kung saan hindi nakatira ang isa". Sa Ingles- walang nakatira. kaya lang matitirahan ito ay kanais-nais na isalin upang ang kahulugan ng Ingles na suffix - kaya ay napanatili at walang posibilidad ng maling interpretasyon. Kaya ang "zone na angkop para sa buhay" o "zone ng posibleng buhay" ay tama sa kahulugan at tama sa Russian. At ang salitang "kakayahang tirahan" ay artipisyal at hindi kailangan (bagaman ang ilang mga artipisyal na salita ay maaaring kailanganin, tingnan ang "mapag-imbento" na karanasan ni Karamzin at ng kanyang mga kontemporaryo).



, mamamahayag sa agham

Sa ngayon, sa Russian walang malinaw na mahigpit na naayos na pagsasalin ng termino para sa habitable zone. Well, actually hindi sa English. Ginagamit din nila ang "Goldilocks zone" ( Goldilocks Zone), na nagpapahintulot sa amin na abstract mula sa descriptiveness, ngunit ito ay magiging malinaw na hindi maintindihan sa aming mambabasa (ang aming analogue ay ang fairy tale tungkol kay Masha at ang tatlong bear). Marami tayong gamit; Ang "life zone" at "habitable zone" ay ang pinakakaraniwan at, sa aking palagay, hindi kailanman "mali". Ang isang termino ay isang termino, hindi ito kailangang suportahan ng isang verbal construction na perpekto mula sa lahat ng punto ng view. Mayroong kung saan pinakamasama kaso, mahigpit na naayos na; sabihin, ang parehong "planetary nebula" ... Well, kung ano ang gagawin - kailangan mong mabuhay kasama nito, huwag ayusin ang "holivar" sa bawat oras ...

Nagkaroon kami ng katulad na talakayan sa Science in Focus magazine. Sa huli, pinili nila ang "habitable zone" na may kakayahang minsan ay gunitain ang "life zone". Ako ay neutral. Maging ito, kahit na hindi ako laban sa "life zone" na may naaangkop na paliwanag. Wala nang mas masahol pa. Ang natitirang mga opsyon - "habitable zone", "habitat zone" - ay napagpasyahan na hindi isama. "Ang zone kung saan posible ang pagkakaroon ng likidong tubig sa mga bukas na reservoir" ay, siyempre, napakahirap, posible lamang bilang isang paliwanag nang isang beses, at kahit na sa kaso kung ang mambabasa ay ipinapalagay na ganap na ignorante ...

Ang opsyon na iminungkahi ni Pavel Palazhchenko ("ang zone ng posibleng buhay") ay masalimuot din at hindi ipinapaliwanag ang lahat, hindi banggitin ang pagkalat (ang termino ay dapat na laganap na kung maaari, upang hindi mahulog sa mga margin kasama ang lumang mga opsyon kapag sa wakas ay maayos na ito).

Bilang karagdagan sa pagiging masalimuot at hindi kasing laganap hangga't maaari, ang "sone ng posibleng buhay" ay hindi maganda dahil lumilikha lamang ito ng ilusyon ng kawastuhan. Pagkatapos ng lahat, una, pinag-uusapan lamang natin ang tungkol sa tubig, at pangalawa, tungkol sa buhay sa mga anyo na kilala sa atin (theoretically, ang buhay ay maaaring lumitaw sa ibang batayan ...).

Dahil sa curiosity, hinanap ko kung anong termino ang ginamit namin kanina sa Trinity Variant. May ganap na gulo dito. Sumulat si Aleksey Paevsky tungkol sa "habitable zone" at "habitable zone" (mas madalas). Boris Stern - tungkol sa "habitat zone". Sergey Popov - "mga terrestrial na planeta sa mga habitable zone". At dati lang ako nagsusulat tungkol sa "life zone" (ngunit ngayon sa magazine ay itinatama ko ang "habitable zone").

Nakalimutan ko ring sabihin na sa halip na "sona ng buhay" maaari mo ring isulat ang "sinturon ng buhay", ibig sabihin, ang unang salita sa terminong ito ay maaari ding pagtalunan ng mahabang panahon at may panlasa.

Ang isang planeta na umiikot sa "habitable zone" ng parent star nito ay may potensyal na magkaroon ng likidong tubig sa ibabaw nito, isang mahalagang sangkap para sa pinagmulan at pagpapanatili ng buhay. Ngunit paano kung ang planeta ay nasa habitable zone lamang ng bahagi ng oras? Maaari bang umunlad ang buhay doon?

Ang buhay sa Earth ay masuwerte na ang lugar sa paligid na angkop para dito ay nakatigil at hindi gumagalaw, na nagbibigay dito ng patuloy na pinagmumulan ng radiation. Ngunit ang sitwasyong ito ay hindi umiiral sa bawat isa sistema ng bituin. Isinulat ng physicist na si Tobias Müller at astrophysicist na si Nader Hagigipur programa sa kompyuter, na nagpapakita kung paano mabilis na magbago ang posisyon at hugis ng mga habitable zone sa dalawang-at tatlong-star na sistema, na itinuturing na lubhang karaniwan sa uniberso.

Ang isang program na tinatawag nilang "HZ Calculator" ay lumilikha ng mga animation na naglalarawan kung paano lumiliko at nagbabago ang habitable zone para sa isang simulate star system.

Sa kanilang website, ang mga siyentipiko ay lumikha at nag-post ng isang programa (at ginawa itong magagamit sa iba pang mga mananaliksik), na isang animation ng isang modelo ng isang star system.

Ang three-star system na KIC 4150611 ay may kakaibang orbit na lumilikha ng mabilis na pagbabago ng "habitable zone" (dark green). Ang mga itim na tuldok ay mga bituin.

Ang animation ay nagpapakita ng tatlong bituin na may kumplikadong mga orbit - dalawa sa kanila (K1 at K2) ay malapit sa isa't isa, na gumagawa ng isang rebolusyon sa paligid karaniwang sentro masa sa mas mababa sa dalawang araw ng Earth. Ang ikatlong bituin (A) ay umiikot sa malayo sa kanila, na gumugugol ng mga ilang buwan bawat rebolusyon sa paligid ng pares. Ang orbit ng bituin A ay hindi pabilog, kaya ang distansya nito sa K1 at K2 ay nag-iiba. Kapag ang tatlong bituin ay lumalapit sa isa't isa, sila ay bumubuo ng isang solong tirahan zone. Ngunit habang nagkakalat sila, nahahati ang zone na ito sa dalawang magkahiwalay na zone. (Sa video sa itaas, ang madilim na berdeng lugar ay maaaring tirahan, habang ang mga madilim na berdeng lugar ay nagpapakita kung saan sa tingin ng mga siyentipiko ay may posibilidad na tirahan, ngunit ito ay depende rin sa iba pang mga kadahilanan, kabilang ang likas na katangian ng kapaligiran ng planeta.)

Ang habitable zone ng triple star system KID 5653126. Ang mga itim na tuldok ay ang mga bituin, at ang madilim na berdeng lugar ay ang habitable zone.

Pinagmulan: Tobias Müller / Nader Haghighipour / HZ Calculator

Sa ibang kawili-wiling senaryo, sa star system na KID 5653126, ang orbit ng stellar pair ay mahigpit na pinagsama sa isa't isa at lumilikha ng halos matatag na habitable zone. Ang ikatlong bituin ay umiikot sa pares at gumagala nang mali-mali sa habitable zone - isang potensyal na sakuna na kaganapan para sa anumang mga planeta na maaaring naroroon.

Mga Bahay sa Tatooine

Fictional na planeta na Tatooine mula sa Uniberso" star wars» ay nasa orbit ng dalawang araw. Ang lugar na ito ay isang malupit na disyerto, ngunit malamang na namatay ito pagkatapos na umunlad ang buhay dito. Napatunayan ng mga siyentipiko na ang mga planeta sa paligid ng mga sistema na may dalawang bituin ay umiiral sa uniberso, at maaari pa nga nilang suportahan ang buhay. Ngunit kung paano ang gayong mga orbit sa paligid dobleng bituin nakakaapekto sa temperatura sa planeta?

Ang HZ Calculator ay nagbibigay ng ilang pananaw sa bagay na ito. Ang tunay na sistema ng bituin na Kepler 453 ay may dalawang bituin, ang isa ay halos limang beses na mas malaki kaysa sa isa. Nangangahulugan ito na ang mas maliit na bituin ay halos umiikot sa mas malaki (kumpara sa dalawang bituin na umiikot sa isang punto sa espasyo sa pagitan nila). Sa pamamagitan ng kahit na ang isang planeta ay natagpuang umiikot sa parehong mga bituin, ngunit ang paggalaw ng mas maliit na bituin ay nangangahulugan na ang dami ng radiation na umaabot sa planeta ay nagbabago nang regular.

Ang orbit ng dalawang bituin sa sistema ng Kepler 453 ay nagdudulot ng pagbabago sa paligid habitable zone. puting tuldok nagpapakita ng potensyal na planeta sa system na maaaring maapektuhan ng pagbabago ng mga antas ng radiation.

Sa animation na ginawa ng HZ calculator, ang posisyon ng planeta sa habitable zone ay isang paglalarawan ng kung gaano karaming radiation ang natatanggap ng planeta mula sa mga magulang nitong bituin. Sa paglipas ng isang taon, ang planeta ay lumilipat mula sa gitna ng habitable zone (dark green area) hanggang sa pinakaloob na gilid ng zone na iyon (light green area), kung saan ang mga temperatura ay maaaring masyadong mainit upang mapanatili ang likidong tubig sa ibabaw ng planeta.

Ang ganitong sitwasyon ay hahantong sa pana-panahong pagbabagu-bago temperatura sa ibabaw ng planeta, sabi ni Elizabeth Tasker, Associate Professor ng Solar System Science sa Japan Aerospace Agency (JAXA).

"Kung may mga matinding panahon na sanhi ng isang sira-sirang orbit, maaari ba nating pag-usapan ang pagkakaroon ng buhay? Mabubuhay ba ang buhay sa ilalim ng mga kondisyong ito? Siyempre, hindi pa natin alam iyon, pero hindi naman ganoon kalala ang pananaw."

Sinabi ni Taster na iminungkahi ng mga siyentipiko ng exoplanet na ang mga planeta na naaanod sa panloob na gilid ng habitable zone ay maaaring makaranas ng matinding mga panahon, ngunit may potensyal pa ring humawak ng likidong tubig sa panahon ng mga pagbabago. Posibleng sa kathang-isip na planetang Tatooine, ang tiyahin at tiyuhin ni Luke Skywalker ay dumaranas ng saganang tubig sa panahon ng malamig na panahon at nabubuhay sa pamamagitan ng pag-aani nito sa mas malupit na panahon na dulot ng paggalaw ng dalawang araw.

Posible rin na ang mga anyo ng buhay sa planeta ay napupunta sa hibernation o nasuspinde na animation sa panahon ng matinding init o malamig na panahon. Kung gayon, maaaring mahirap para sa mga siyentipiko ng Earth na tuklasin ang mga ito.

Ang ganitong impormasyon ay maaaring maging may kaugnayan kapag nagsimulang maghanap ang mga siyentipiko ng mga palatandaan ng pagiging habitability ng mga dayuhan na mundo. Sa libu-libong planeta na mapagpipilian, saan pupunta ang kanilang mga mata? Ang HZ Calculator ay isa sa mga tool na magagamit ng mga mananaliksik upang paliitin ang listahan ng mga planeta na kailangang tuklasin muna.

Müller, propesor ng matematika at computer science sa Unibersidad ng Groningen sa Germany, ay nagsabi na ang HZ calculator ay kapaki-pakinabang para sa paglalarawan na ang mga habitable zone ay hindi static, na maaaring mahirap maunawaan nang walang visual aid.

Walang garantiya

Ipinapakita ng larawang ito ang "habitable zone" ng Earth. Ang Venus at Mars ay nasa labas ng habitable zone, sa isang rehiyon kung saan ang ilang partikular na kondisyon lamang ang magpapahintulot sa likidong tubig na umiral sa ibabaw.

Kahulugan 1

Exoplanets - ang tinatawag na mga planeta na matatagpuan sa labas ng ating tahanan solar system.

Nakatuon ang mga terrestrial astronomer sa paghahanap ng mga exoplanet sa tinatawag na habitable zone.

habitable zone

Kahulugan 2

Ang habitable zone ay ang pinakamainam na distansya sa pagitan ng pinag-aralan na planeta at ng bituin nito, na nagpapahintulot sa planeta na magkaroon ng temperatura kung saan ang tubig ay maaaring nasa likidong anyo, na makabuluhang pinatataas ang posibilidad ng pinagmulan ng buhay.

Ang mga kondisyon kung saan maaaring lumitaw ang buhay ay tinutukoy ng mga kadahilanan tulad ng:

  • ang pagkakaroon ng tubig sa likidong anyo,
  • isang kapaligiran na may kinakailangang density,
  • iba't ibang elemento ng kemikal
  • Availability mga greenhouse gas(singaw ng tubig, mitein, ammonia, atbp.)
  • ang presensya ng araw kinakailangang halaga enerhiya.

Ang mga hangganan ng habitable zone ay itinatag batay sa mga pagsasaalang-alang sa posibilidad ng tubig na nasa likidong anyo, dahil ang tubig sa estadong ito ay kinakailangang sangkap maraming biochemical reactions.

Kung ang planeta ay masyadong malayo sa bituin nito, ang tubig ay nagyeyelo; kung ito ay masyadong malapit, ang tubig ay sumingaw.

Kapag naggalugad ng mga exoplanet sa malalim na espasyo, mahalagang tandaan na mayroon lamang potensyal, posibleng tirahan na sona.

Ang isang potensyal na habitable zone ay isang zone kung saan may mga kondisyon para sa pagbuo ng buhay, ngunit hindi ito sapat para dito.

Sa kasong ito, dapat isaalang-alang ng isa ang mga pangyayari tulad ng pagkakaroon o kawalan ng magnetic field, aktibidad ng tectonic, tagal ng araw sa planeta, atbp.

Ang mga punto sa itaas ay tinatalakay sa naturang bago pang-agham na disiplina tulad ng astrobiology, na bahagi ng astronomy.

Maghanap ng mga exoplanet sa habitable zone

Ang problema sa paghahanap ng mga planeta na nasa isang potensyal na habitable zone ay ang mga ito ay matatagpuan malapit sa mga bituin na napakalayo sa atin.

AT malawak na kahulugan ang paghahanap para sa mga anyo ng buhay sa solar system at higit pa ay ang paghahanap para sa mga biomarker.

Puna 1

Ang mga biomarker ay mga kemikal na compound na may pinagmulang biyolohikal.

Bilang halimbawa, masasabi ng isa na ang naturang biomarker sa Earth ay ang pagkakaroon ng oxygen sa atmospera. Gayunpaman, ang pagkakaroon ng oxygen sa kapaligiran ng isang exoplanet ay hindi nangangahulugan ng pagkakaroon ng buhay doon. Kaya, sa isang bilang ng mga planeta, ang oxygen sa atmospera ay bunga ng mga pisikal na proseso, tulad ng agnas ng singaw ng tubig sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet radiation, na naglalabas ng mga bituin.

Mission "Kepler"

Ang isa sa mga pinaka-produktibong teleskopyo sa kalawakan ay ang teleskopyo ng Kepler, na ipinangalan sa sikat na mathematician na si Johannes Kepler. Ang isa pang teleskopyo sa kalawakan, ang Hubble, ay nagpakita rin ng magagandang resulta.

Salamat sa trabaho teleskopyo sa kalawakan Gumawa ng qualitative leap si Kepler sa pag-aaral ng mga exoplanet.

Puna 2

Gumagana ang Kepler space telescope sa isang photometer. Sinusubaybayan ng instrumentong ito ang pagbabago sa liwanag ng isang bituin habang ang planeta ay dumadaan sa pagitan nito at ng teleskopyo. Ang ganitong paraan ng pagtuklas ng mga planeta ay tinatawag na transit.

Bilang resulta ng naturang mga obserbasyon, posible na makakuha ng impormasyon tungkol sa orbit ng planeta na pinag-aaralan, ang masa ng planeta at ang temperatura nito.

Kaya, sa unang bahagi ng pag-aaral nito, nakita ng Kepler space telescope ang humigit-kumulang 4,500 potensyal na kandidato sa planeta. Upang masuri ang nakuha na data at matiyak na ang pagbabago sa ningning ng bituin ay nauugnay sa pagpasa ng planeta, at hindi sa mga kakaibang proseso sa mismong bituin, lalo na, ang pagmamasid sa pagbabago sa ginagamit ang radial velocity ng bituin.

Bilang resulta, sa sa sandaling ito mayroong isang kumpirmadong bilang ng mga planeta - mayroong mga 3600 sa kanila. At mayroong mga 5000 na posibleng kandidato para sa mga planeta.

Proxima Centauri

Noong Agosto 2016, kinumpirma ng mga astronomo na ang pinakamalapit na bituin sa atin, ang Proxima Centauri, ay may planeta. Ang planetang ito ay tinatawag na Proxima b.

Ang Proxima Centauri ay 4.2 light years mula sa ating Araw. Ang distansyang ito ay nangangahulugan na ang liwanag mula sa isang ibinigay na bituin ay tumatagal ng 4.2 taon upang maabot tayo.

Kaya, lumalabas na ang bituin na pinakamalapit sa atin ay may isang planeta kung saan posible ang paglitaw ng buhay.

Ang planetang Proxima b mismo ay nasa zone ng potensyal na matitirahan. At sa parehong oras medyo malapit sa ating Earth.

Ang Proxima b ay 200 beses na mas malapit sa bituin nito kaysa sa Earth sa Araw. Ngunit dahil ang bituin na Proxima Centauri ay isang red dwarf, ito ay mas malamig at mas mahina kaysa sa ating Araw.

Nabanggit na ang planetang Proxima b ay nahulog sa zone ng tidal capture ng isang bituin at ngayon ay umiikot sa paligid nito tulad ng satellite ng Earth - ang Buwan. Bilang resulta, ang isang bahagi ng planeta ay naging mainit, at ang isa naman ay malamig.

Kaya, ang posibilidad ay lumitaw sa pagbuo ng mga angkop na kondisyon para sa pinagmulan ng buhay sa mga hangganan ng madilim at mainit na hemispheres. Ngunit para sa buhay na ito mayroong isang problema na nauugnay sa katotohanan na ang Proxima Centauri ay isang pulang dwarf, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na aktibidad. Nagaganap ang mga flare sa naturang mga bituin, mayroong mga coronal ejections ng magma, ang antas ultraviolet radiation mas mataas kaysa sa Earth ng 20-30 beses.

Kaya, upang mabuo kanais-nais na mga kondisyon, na may kakayahang humantong sa paglitaw ng buhay sa naturang planeta, kinakailangan na magkaroon ng sapat siksik na kapaligiran. Ang ganitong kapaligiran ay kinakailangan upang maprotektahan laban sa radiation ng isang pulang dwarf.

Ang astronomical na paraan ng pagmamasid, pagbuo, ay gagawing posible upang mas mahusay na pag-aralan ang planeta na pinakamalapit sa atin. Magagawang pag-aralan ng mga dalubhasa sa daigdig ang kapaligiran ng planetang ito at mauunawaan kung ano ang nangyayari doon, matukoy ang presensya o kawalan ng mga greenhouse gas, pag-aralan ang klima, at hahanapin o pabulaanan din ang pagkakaroon ng mga biomarker sa planetang ito.

Para sa isang mas detalyado at detalyadong pag-aaral nito, ito ay pinlano na maglagay ng bagong espasyo at ground-based na mga teleskopyo.

Kaya, sa Russia, isinasagawa ang trabaho sa Spektr-UF space telescope project.

Ang paglulunsad ng James Webb Space Telescope, na dapat palitan ang halos maalamat na teleskopyo ng Hubble, ay ipinagpaliban sa unang bahagi ng 2020s.

Ang bagong teleskopyo ay magkakaroon ng mas mataas na resolution, na magbibigay-daan sa amin upang matuto nang higit pa tungkol sa komposisyon ng mga atmospheres at ang istraktura ng mga exoplanet.

Ang mga hangganan ng habitable zone ay itinatag batay sa pangangailangan na ang mga planeta sa loob nito ay may tubig estado ng likido, dahil ito ay isang kinakailangang solvent sa maraming biomechanical na reaksyon.

Sa kabila ng panlabas na gilid ng habitable zone, ang planeta ay hindi nakakakuha ng sapat solar radiation upang mabayaran ang pagkawala ng radiation, at ang temperatura nito ay bababa sa ibaba ng nagyeyelong punto ng tubig. Ang isang planeta na mas malapit sa araw kaysa sa panloob na gilid ng habitable zone ay magiging sobrang init ng radiation nito, na nagiging sanhi ng pagsingaw ng tubig.

Ang pagkalkula ng posisyon ng mga hangganan ng habitable zone at ang kanilang pag-aalis sa paglipas ng panahon ay medyo kumplikado (sa partikular, dahil sa negatibo puna sa CNO cycle, na maaaring gawing mas matatag ang bituin). Kahit na para sa solar system, ang mga pagtatantya ng mga hangganan ng habitable zone ay malawak na nag-iiba. Bilang karagdagan, ang posibilidad ng pagkakaroon ng likidong tubig sa planeta ay lubos na nakasalalay sa pisikal na mga parameter ang planeta mismo.

Ang distansya mula sa bituin kung saan posible ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay kinakalkula mula sa laki at ningning ng bituin. Ang sentro ng habitable zone para sa isang partikular na bituin ay inilalarawan ng equation:

Average na habitable zone radius sa astronomical units,

ningning ng bituin,

Liwanag ng Araw.

Ang mga formula para sa mga distansya sa panloob at panlabas na mga hangganan ng habitable zone ay maaaring makuha mula sa mga equation balanse ng init para sa mga planeta na nasa mga distansyang ito. Isinulat namin ang equation ng balanse ng init sa mathematically sa differential form, iyon ay, para sa isang unit surface area ng planeta kapag ang bituin ay nasa zenith nito.

Equilibrium flux ng enerhiya ng radiation ng katawan:

Ang hinihigop na enerhiya mula sa bituin:

kung saan ang E ay ang pag-iilaw, ang A ay ang albedo ng planeta.

Pagkatapos ang equation ng balanse ng init sa differential form ay may anyo

Ang pag-iilaw ay ang dami ng enerhiya na bumabagsak sa bawat unit area sa 1 segundo.

Maaaring ipahayag sa mga tuntunin ng temperatura ng bituin at ang distansya sa pagitan ng bituin at planeta:

saan r ay ang distansya sa pagitan ng bituin at ng planeta. Hanapin natin ang distansyang ito mula sa equation ng balanse ng init

Maaari mo ring kalkulahin ang mga hangganan sa ibang paraan, gamit ang pag-iilaw na nilikha ng bituin sa bawat gilid, . Ang pag-iilaw na ito ay pangunahing nakasalalay sa ningning, L, ngunit sa ilang lawak din sa epektibong temperatura, T e, mga bituin. Kung mas mababa ang temperatura, mas malaki ang infrared na bahagi ng radiation. Ang higit pa infrared radiation, mas malaki ang thermal effect sa planeta. Ipahiwatig natin ang kritikal na pag-iilaw sa panloob na hangganan ng habitable zone S bri (T e ) , ang equation para dito sa mga yunit ng solar constant:

at ang equation para sa pag-iilaw sa panlabas na gilid ng habitable zone:

saan T e sa degrees Kelvin. Mga distansya mula sa bituin hanggang sa mga hangganan ng habitable zone sa AU:

saan L ay ang ningning ng bituin sa solar units at S bri (T e ) at S Bro (T e ) sa mga yunit ng solar constant.

Liwanag ,L, at epektibong temperatura, T e , natagpuan mula sa mga obserbasyon ng mga bituin. Ang L (sa mga solar unit) ay nakuha mula sa equation:

saan V- maliwanag na magnitude at Araw- pagwawasto ng bolometric. Nakikitang bolometric magnitude ay ang kabuuan (V + Sun).d ay ang distansya sa bituin sa mga parsec.

Ipinakita ng mga teoretikal na kalkulasyon na ang klima ng mga planeta malapit sa panlabas na hangganan ng habitable zone ay maaaring hindi matatag. Magbabago ito sa pagitan ng mahabang panahon ng malamig at paminsan-minsang mainit. Bilang isang resulta, lumilitaw, ang mataas na maunlad na buhay sa gayong mga planeta ay hindi maaaring bumangon. Maaari itong magpataw ng mga makabuluhang paghihigpit sa laki ng mga habitable zone sa direksyon ng kanilang pagbawas.