Od vseh krajev, ki smo jih kdaj videli v vesolju, nam je samo Zemlja zagotovila dokaze za obstoj življenja. Ampak zakaj? Ker je življenje redko, in za to potrebujemo vse pogoje, ki jih imamo na Zemlji? Ali pa zato, ker je življenje vseprisotno, vendar smo ga našli tukaj, ker ga je bilo najlažje najti?
Ker je vse na Zemlji urejeno tako, kot je, smo navajeni verjeti, da če bi imeli planet in zvezdo z enakimi lastnostmi kot Zemlja in Sonce - z isto starostjo, z enakimi orbitalnimi razdaljami, velikostmi in masami, od iste materiale, potem bi spet dobili življenje. Predvidevamo tudi, da so druge kombinacije manj verjetne. Toda vse naše domneve so morda napačne. Zemlja je lahko tako redka kot življenje.
Leta 2015 je NASA napovedala odkritje Kepler-452b in ga imenovala "najbolj podoben eksoplanetu na Zemlji". Seveda je imela veliko podobnosti z Zemljo in njena zvezda je imela veliko podobnosti s Soncem:
- Njegova domača zvezda je glede na temperaturo, maso in velikost zelo podobna Soncu: je zvezda G2, približno enake svetlosti in celotne življenjske dobe.
- Vrti se na skoraj enaki razdalji in s približno enakim obdobjem kot naš planet okoli Sonca: 385 dni namesto 365.
- Zvezda, okoli katere se vrti, ni veliko bolj razvita kot naše Sonce: je 1,5 milijarde let starejša, kar pomeni, da je 20% energetsko močnejša in 10% hladnejša.
Promocijski video:
- Sam planet ni veliko večji od naše Zemlje in njegov polmer je 60% večji.
In čeprav se vam lahko ti pogoji zdijo "podobni zemeljskim", odkrit svet seveda nima ničesar z Zemljo.
V našem osončju je razlika med Zemljo in Venero majhna: v polmeru je približno 5%. Za primerjavo je razlika med Zemljo in Uranom ali Neptunom velika: ti svetovi so štirikrat večji od Zemlje v polmeru. Zato se 60% več morda ne zdi tako pretiravanje, vendar obstaja velika verjetnost, da bomo našli trden planet s tanko atmosfero, ki bo imel lastnosti plinskega velikana: veliko lupino svetlobnih atmosferskih plinov. Pravzaprav obstaja zelo ozko okno, ki ga je treba glede na velikost planeta šteti za "zemeljsko", odstopanje za več kot 10-20% od zemeljske velikosti pa bi bilo preveliko.
Vendar pa obstaja vsak razlog, da verjamemo, da so zemeljski planeti precej pogosti. Najnovejši rezultati teleskopa Kepler kažejo, da je na disku Mlečne poti najmanj 17 milijard planetov Zemlje in vsaj nekaj odstotkov zvezd bo v bližini vsaj en svet, podoben Zemlji. Medtem ko je naš končni cilj seveda najti svet z naprednim biološkim življenjem - po možnosti svet z življenjem med kambrijsko eksplozijo - se naše misli vedno vrnejo v Zemljino dvojčico. Toda tak dvojnik, tudi če obstaja, morda ni najboljše mesto za ogled.
Naše Sonce je 4,6 milijarde let stara zvezda G razreda. Čeprav menimo, da je ena najpogostejših, ni: naša zvezda je bolj masivna kot 95% vseh zvezd. M palčki, majhne rdeče zvezde, so najpogostejša vrsta zvezd v vesolju: tri četrtine vseh zvezd so M palčki. Oceani na našem planetu bodo zavreli v milijardi let, a M zvezde bodo gorele pri stabilni temperaturi več deset milijard let.
"Kepler" je v bližini teh M-zvezd našel veliko zemeljskih planetov, ki so bili nameščeni na primernih mestih za vodo na njihovi površini v tekočem stanju in katerih masa je bila povsem primerna za zemeljsko opredelitev. In čeprav so zvezde M bolj verjetno, da oddajajo rakete, planeti pa bi jim morali biti bližje, zagotavljajo tudi bolj stabilno okolje za svoje planete, z manj ultravijoličnega sevanja in večjo zaščito pred nasilnimi manifestacijami medplanetarnega in medzvezdnega prostora. Moče plimovanja njihovih zvezd so tudi močnejše, njihova skrajšana orbitalna obdobja pa jim omogočajo enostaven način za ustvarjanje velikega magnetnega polja, po možnosti zaščite pred izbruhi.
Ti sistemi so dokaj pogosti, vendar sistemi dvojčkov Zemlje niso. Kaj potrebujemo za pravi "dvojnik"? Najprej potrebujemo zvezdo, kot je Sonce. To pomeni, da zvezda ne sme biti le iste temperature in spektralnega tipa, temveč tudi približno iste starosti. Potreben je čas, da se življenje razvije in razvije v nekaj zanimivega, kar pomeni, da potrebujemo zvezdni sistem, ki je star več milijard let. Toda ne moremo čakati predolgo, saj s starostjo zvezd raste območje jedra, ki povezuje vodik s helijem, povečuje pa se tudi izhodna moč (s tem tudi svetlost in temperatura). Sčasoma bodo planeti (kot Zemlja), ki so bili nekoč bivalni, postali prevroča, vrela voda in preprečujejo, da bi se življenje razvilo.
Recimo, da imamo okno 1-2 milijard let, kar je približno 10% življenjske dobe zvezde. V naši galaksiji je približno 200–400 milijard zvezd, približno 7,6% jih je zvezde razreda G, kot je naše Sonce. Čeprav je naše Sonce natančneje razvrščeno kot zvezda G2V, še vedno sledi, da bo približno 10% vseh zvezd razreda G istega tipa kot naše Sonce. Na vrhu je 400 milijard zvezd, od tega 7,6% razreda G, od tega 10% istega podrazreda kot Sonce, od tega 10% prave starosti za zanimivo življenje. To je 300 milijonov zvezd. Toda tudi takrat ne bodo vsi imeli dovolj težkih elementov, da bi ustvarili zemeljski svet.
Zgoraj lahko vidite spekter Sonca. Z drugimi besedami, vrstice, ki jih vidite, predstavljajo najrazličnejše atome in njihove odnose. Na Soncu jih je veliko in imajo zelo specifične odnose. Kazalnik, ki ni vodik ali helij, ampak sintetizira materiale na Soncu, astronomi imenujejo kovinost. Če želimo zemeljski planet, potrebujemo zvezde s kovino, podobnimi soncu. Ni tako slabo; do 25% zvezd, ki so se tvorile istočasno kot naše Sonce, so bile vmesne zvezde prebivalstva I in mnoge od njih (morda približno 15%) imajo enako kovino kot naše Sonce.
Izkaže se, da je v naši galaksiji 11 milijonov zvezd, kot je naša, z enakim indeksom težkih elementov. Koliko od teh 11 milijonov sončnih "dvojčkov" ima Zemlje dvojčke na svojih bivalnih območjih?
Oblikovati moramo trden planet prave velikosti, z dovolj elementi, pravo količino vode in na pravem mestu, ki ga lahko štejemo za dvojčka Zemlje. Vse te težave so med seboj povezane. Človek bi si mislil, da če bi imela osrednja zvezda pravilno elementarno obilje, bi morali imeti dobljeni planeti enako razmerje med gostoto in polmerom kot v našem sončnem sistemu. Če pa ima vaš planet 20% več polmera kot Zemlja, boste zagotovo dobili ovojnico svetlobnih plinov - vodika in helija -, ki bodo zaklonili vaš planet, tudi če ste v notranjem delu osončja.
Svet, ki je 60% večji od Zemlje, bo petkrat večji od njegove mase, kar je preveč, da bi bil trden planet s tanko atmosfero. Če znova prelistamo vse ocene, dobimo od štirideset do sto tisoč zemeljskih planetov s krožniki zemeljskega tipa okoli zvezd sončnega tipa. Kvote so s 400 milijardami zvezd izjemno tanke.
In ne pozabite, da je pravi namen iskanja takšnih planetov najti svetove, ki lahko podpirajo življenje podobno Zemlji. In če je to cilj, ne iščite "dvojnega" Zemlje; bolje je iskati manjše planete v bližini zvezd M razreda. Bolje je iskati kopenske svetove v potencialno bivalnih conah blizu zvezd. Možnosti bo še veliko.
ILYA KHEL