Od svih mjesta koja smo ikada pogledali u svemiru, samo nam je Zemlja pružila dokaze za postojanje života. Ali zašto? Jer život je rijedak i zahtijeva od nas sve uvjete koje imamo na Zemlji da bismo se održali? Ili zato što je život sveprisutan, ali našli smo ga ovdje zato što ga je bilo najlakše pronaći?
Budući da je sve na Zemlji uređeno onako kako je, navikli smo vjerovati da kad bismo imali planet i zvijezdu s istim svojstvima kao Zemlja i Sunce - s istom starošću, s istim orbitalnim udaljenostima, veličinama i masama, od iste materijale, tada bismo opet dobili život. Pretpostavljamo i da su druge kombinacije manje vjerojatne. Ali sve naše pretpostavke mogu biti pogrešne. Zemlja može biti rijetka kao i život.
Godine 2015. NASA je objavila otkriće Kepler-452b i nazvala ga "najviše egzoplanetom sličnim Zemlji" ikada otkrivenim. Naravno, imala je mnogo sličnosti sa Zemljom, a njezina je zvijezda imala mnogo sličnosti sa Suncem:
- Njegova kućna zvijezda vrlo je slična Suncu u pogledu temperature, mase i veličine: ona je zvijezda G2, približno iste svjetline i ukupnog životnog vijeka.
- Rotira se na gotovo istoj udaljenosti i s približno istim razdobljem kao i naša planeta oko Sunca: 385 dana umjesto 365.
- Zvijezda oko koje se vrti nije mnogo razvijenija od našeg Sunca: starija je 1,5 milijardi godina, što znači da je 20% energetski snažnija i 10% hladnija.
Promotivni video:
- Sam planet nije mnogo veći od naše Zemlje, a njegov polumjer je 60% veći.
I iako vam se ti uvjeti mogu činiti "sličnima zemaljskim", otkriveni svijet, naravno, nema nikakve veze sa Zemljom.
U našem Sunčevom sustavu razlika između Zemlje i Venere je mala: u radijusu oko 5%. Za usporedbu, razlika između Zemlje i Urana ili Neptuna je ogromna: ti su svjetovi četiri puta veći od Zemlje u polumjeru. Stoga se 60% više ne može činiti pretjeranim, ali postoji velika vjerojatnost da ćemo pronaći čvrsti planet s tankom atmosferom, koji će imati svojstva plinskog velikana: veliku ljusku svjetlosnih atmosferskih plinova. Zapravo, postoji vrlo uski prozor koji bi se trebao smatrati "zemaljskim" u pogledu veličine planeta, a odstupanje veće od 10-20% od zemaljske veličine bilo bi preveliko.
Međutim, postoji svaki razlog da vjerujemo da su zemaljske planete prilično česte. Posljednji rezultati teleskopa Kepler pokazuju da se u disku Mliječnog puta nalazi najmanje 17 milijardi planeta Zemlje, a najmanje nekoliko posto zvijezda imati će u blizini barem jedan svijet sličan Zemlji. Iako je naš krajnji cilj, naravno, pronaći svijet s naprednim biološkim životom - po mogućnosti svijet sa životom tijekom kambrijske eksplozije - naše misli se uvijek vraćaju na Zemljinu blizanku. Ali takav dvostruki, čak i ako postoji, možda i nije najbolje mjesto za pogledati.
Naše Sunce je 4,6 milijardi godina stara zvijezda G klase. Iako mislimo da je jedna od najčešćih, ona nije: naša je zvijezda masivnija od 95% svih zvijezda. M patuljci, male crvene zvijezde, najčešća su vrsta zvijezda u svemiru: tri četvrtine svih zvijezda su M patuljci. Okeani na našem planetu će ključati za milijardu godina, ali M zvijezde će gorjeti na stabilnoj temperaturi desetke trilijuna godina.
"Kepler" je u blizini ovih M-zvijezda našao mnogo zemaljskih planeta koji su se nalazili na pogodnim mjestima za vodu na njihovoj površini u tekućem stanju i čija je masa bila sasvim pogodna za zemaljsku definiciju. I dok je M zvijezdama vjerojatnije da će emitirati baklje, a planete bi trebale biti bliže njima, one također pružaju stabilnije okruženje za njihove planete, s manje ultraljubičastog zračenja i povećanom zaštitom od nasilnih manifestacija međuplanetarnog i međuzvjezdanog prostora. Sile plime od njihovih zvijezda su također jače, a skraćena orbitalna razdoblja omogućuju im jednostavan način stvaranja velikog magnetskog polja, moguće zaštite od baklji.
Ti su sustavi prilično uobičajeni, ali sustavi blizanaca Zemlje nisu. Što nam treba za pravi "dvostruki"? Prije svega potrebna nam je zvijezda poput Sunca. To znači da zvijezda ne bi trebala biti samo iste temperature i spektralnog tipa, već i približno iste dobi. Potrebno je vremena da se život razvija i razvija u nešto zanimljivo, što znači da nam je potreban zvjezdani sustav star više milijardi godina. Ali ne možemo čekati predugo, jer kako stare zvijezde, područje jezgre koja povezuje vodik s helijem raste, a izlazna snaga se povećava (a s njom i svjetlina i temperatura). Na kraju će planete (poput Zemlje) koje su nekada bile naseljene postajati previše vruće, kipuće vode i onemogućiti razvoj života.
Recimo da imamo prozor od 1-2 milijarde godina, što je otprilike 10% života zvijezde. U našoj galaksiji ima oko 200-400 milijardi zvijezda, a otprilike 7,6% njih su zvijezde G klase, poput našeg Sunca. Iako je naše Sunce preciznije klasificirano kao zvijezda G2V, ipak slijedi da će oko 10% svih zvijezda G klase biti istog tipa kao i naše Sunce. Na vrhu se nalazi 400 milijardi zvijezda, od kojih je 7,6% klase G, od čega je 10% iz iste potklase kao i Sunce, od čega je 10% pravo doba za zanimljiv život. To su 300 milijuna zvijezda. Ali čak ni tada neće svi imati dovoljno teških elemenata za stvaranje zemaljskog svijeta.
Iznad možete vidjeti spektar Sunca. Drugim riječima, linije koje vidite predstavljaju širok izbor atoma i njihovih odnosa. Ima ih mnogo na Suncu i oni imaju vrlo specifične odnose. Pokazatelj koji nije vodik ili helij, ali sintetizira materijale na Suncu, astronomi nazivaju metalnošću. Ako želimo zemaljski planet, potrebne su nam zvijezde metalnih metala sličnih suncu. Nije tako loše; do 25% zvijezda koje su se formirale u isto vrijeme kao i naše Sunce bile su posredne zvijezde stanovništva I, a mnoge od njih (možda oko 15%) imaju istu metalnost kao i naše Sunce.
Ispada da u našoj galaksiji postoji 11 milijuna zvijezda poput naše, s istim indeksom teških elemenata. Koliko od ovih 11 milijuna solarnih "blizanaca" imaju blizance Zemlje u svojim naseljenim zonama?
Moramo formirati čvrstu planetu prave veličine, s dovoljno elemenata, pravom količinom vode i na pravom mjestu da se možemo smatrati blizankom Zemlje. Svi su ti problemi međusobno povezani. Čovjek bi pomislio da ako bi središnja zvijezda imala točno elementarno obilje, tada bi dobiveni planeti trebali imati isti omjer gustoće i polumjera kao u našem Sunčevom sustavu. Ali ako vaš planet ima 20% više radijusa od Zemlje, sigurno ćete dobiti omotnicu svjetlosnih plinova - vodika i helija - koji će zaštititi vaš planet, čak i ako se nalazite u unutarnjem dijelu Sunčevog sustava.
Svijet koji je 60% veći od Zemlje biti će pet puta veća od njegove mase, što je previše da bi bilo čvrsti planet s tankom atmosferom. Ako ponovo progledamo sve procjene, dobit ćemo od četrdeset do stotinu tisuća zemaljskih planeta s zemaljskim orbitama oko zvijezda solarnog tipa. Sa 400 milijardi zvijezda izgledi su vrlo tanki.
I zapamtite da je stvarna svrha pronalaženja takvih planeta pronalazak svjetova koji mogu podržati život sličan Zemlji. A ako je to cilj, ne tražite Zemljin "dvostruki"; bolje je potražiti manje planete u blizini zvijezda M klase. Bolje potražiti zemaljske svjetove u potencijalno naseljenim zonama u blizini zvijezda. Bit će mnogo više mogućnosti.
ILYA KHEL