No visām vietām, kuras mēs jebkad esam apskatījuši Visumā, tikai Zeme mums ir sniegusi pierādījumus par dzīvības esamību. Bet kāpēc? Tā kā dzīve ir reti sastopama, un, lai mēs to dzīvotu, nepieciešami visi apstākļi, kādi mums ir uz Zemes? Vai arī tāpēc, ka dzīve ir visuresoša, bet mēs to atradām šeit, jo tā bija visvieglākā vieta?
Tā kā viss uz Zemes ir sakārtots tā, kā ir, mēs esam pieraduši domāt, ka, ja mums būtu planēta un zvaigzne ar tādām pašām īpašībām kā Zemei un Saulei - ar tādu pašu vecumu, ar vienādiem orbītas attālumiem, izmēriem un masām, no tie paši materiāli, tad mēs atkal iegūtu dzīvību. Mēs arī pieņemam, ka citas kombinācijas ir mazāk ticamas. Bet visi mūsu pieņēmumi var būt nepareizi. Zeme var būt tikpat reta kā dzīve.
NASA 2015. gadā paziņoja par Kepler-452b atklāšanu un nosauca to par “Zemei līdzīgāko eksoplanetu”, kāda jebkad atklāta. Protams, viņai bija daudz līdzību ar Zemi, un viņas zvaigznei bija daudz līdzību ar Sauli:
- Tās mājas zvaigzne temperatūras, masas un lieluma ziņā ir ļoti līdzīga Saulei: tā ir G2 zvaigzne, aptuveni vienādas spilgtuma un kopējā kalpošanas laika.
- Tas griežas gandrīz tādā pašā attālumā un apmēram tādā pašā laika posmā kā mūsu planēta ap Sauli: 385 dienas, nevis 365.
- Zvaigzne, ap kuru tā griežas, nav daudz attīstītāka nekā mūsu saule: tā ir par 1,5 miljardiem gadu vecāka, kas nozīmē, ka tā ir par 20% enerģētiski jaudīgāka un par 10% vēsāka.
Reklāmas video:
- pati planēta nav daudz lielāka par mūsu Zemi, un tās rādiuss ir par 60% lielāks.
Un, lai arī šie apstākļi jums var šķist “līdzīgi kā zemes”, atklātajai pasaulei, protams, nav nekā kopīga ar Zemi.
Mūsu Saules sistēmā atšķirība starp Zemi un Venēru ir niecīga: aptuveni 5% rādiusā. Salīdzinājumam - atšķirība starp Zemi un Urānu vai Neptūnu ir milzīga: šīs pasaules rādiusā ir četras reizes lielākas nekā Zeme. Tāpēc par 60% vairāk var nešķist tik pārspīlēts, taču pastāv liela varbūtība, ka mēs atradīsim cietu planētu ar plānu atmosfēru, kurai būs gāzes giganta īpašības: liels atmosfēras gāzu apvalks. Faktiski ir ļoti šaurs logs, kuru planētas lieluma ziņā vajadzētu uzskatīt par "zemes", un novirze no zemes lieluma vairāk nekā 10-20% būtu par lielu.
Tomēr ir pamats uzskatīt, ka sauszemes planētas ir diezgan izplatītas parādības. Jaunākie Keplera teleskopa rezultāti rāda, ka Piena Ceļa diskā ir vismaz 17 miljardi Zemes lieluma planētu, un vismaz dažiem procentiem no zvaigznēm tuvumā būs vismaz viena Zemei līdzīga pasaule. Kaut arī mūsu galvenais mērķis, protams, ir atrast pasauli ar uzlabotu bioloģisko dzīvi - vēlams pasauli ar dzīvību Kambrijas eksplozijas laikā -, mūsu domas vienmēr atgriežas Zemes dvīnī. Bet šāds dubultnieks, pat ja tāds pastāv, var nebūt labākā vieta, kur meklēt.
Mūsu saule ir 4,6 miljardus gadu veca G klases zvaigzne. Lai gan mēs domājam, ka tā ir viena no visbiežāk sastopamajām, tā nav: mūsu zvaigzne ir masīvāka nekā 95% no visām zvaigznēm. M punduri, mazas sarkanas zvaigznes, ir visizplatītākais zvaigžņu tips Visumā: trīs ceturtdaļas no visām zvaigznēm ir M punduri. Okeāni uz mūsu planētas vārīsies miljarda gadu laikā, bet M zvaigznes sadedzinās stabilā temperatūrā desmitiem triljonu gadu.
"Kepler" netālu no šīm M-zvaigznēm atrada daudzas sauszemes planētas, kuras atradās ūdenim piemērotās vietās uz to virsmas šķidrā stāvoklī un kuru masa bija diezgan piemērota zemes definīcijai. Un, lai arī M zvaigznes, visticamāk, izstaro signālraķetes, un planētām vajadzētu būt tuvāk tām, tās arī nodrošina stabilāku vidi savām planētām, ar mazāku ultravioleto starojumu un pastiprinātu aizsardzību no starpplanētu un starpzvaigžņu telpas vardarbīgajām izpausmēm. Arī viņu zvaigžņu paisuma un paisuma spēki ir spēcīgāki, un to saīsinātie orbītas periodi nodrošina viņiem vieglu veidu, kā radīt lielu magnētisko lauku, iespējams, aizsargājot no uzliesmojumiem.
Šīs sistēmas ir diezgan izplatītas, bet Zemes dvīņu sistēmas nav. Kas mums vajadzīgs patiesam “dubultniekam”? Pirmkārt, mums vajadzīga tāda zvaigzne kā Saule. Tas nozīmē, ka zvaigznei jābūt ne tikai vienādas temperatūras un spektrālā tipa, bet arī aptuveni vienā vecumā. Dzīvei vajadzīgs laiks, lai attīstītos un pārtaptu par kaut ko interesantu, kas nozīmē, ka mums ir vajadzīga zvaigžņu sistēma, kas ir daudzus miljardus gadu veca. Bet mēs nevaram gaidīt pārāk ilgi, jo zvaigznēm novecojot palielinās kodola reģions, kas savieno ūdeņradi ar hēliju, un palielinās izejas jauda (un līdz ar to arī spilgtums un temperatūra). Galu galā planētas (piemēram, Zeme), kas kādreiz bija apdzīvojamas, kļūs pārāk karstas, vārot ūdeni un neļaujot dzīvībai attīstīties.
Teiksim, ka mums ir 1-2 miljardu gadu ilgs logs, kas ir apmēram 10% no zvaigznes dzīves. Mūsu galaktikā ir apmēram 200–400 miljardi zvaigžņu, un apmēram 7,6% no tām ir G klases zvaigznes, tāpat kā mūsu Saule. Neskatoties uz to, ka mūsu Saule precīzāk tiek klasificēta kā G2V zvaigzne, tomēr no tā izriet, ka apmēram 10% no visām G klases zvaigznēm būs tāda paša veida kā mūsu Saule. Augšpusē ir 400 miljardi zvaigžņu, no kurām 7,6% ir G klase, no kurām 10% ir tajā pašā apakšklasē kā Saule, no kurām 10% ir īstais vecums interesantai dzīvei. Tie ir 300 miljoni zvaigžņu. Bet pat tad ne visiem no tiem būs pietiekami daudz smago elementu, lai izveidotu zemes pasauli.
Virs jūs varat redzēt Saules spektru. Citiem vārdiem sakot, redzamās līnijas attēlo ļoti dažādus atomus un to attiecības. Viņu ir daudz uz Saules, un viņiem ir ļoti specifiskas attiecības. Indikators, kas nav ūdeņradis vai hēlijs, bet sintezē Saules materiālus, astronomi sauc par metalitāti. Ja mēs vēlamies sauszemes planētu, mums ir vajadzīgas zvaigznes ar saulei līdzīgiem metāliem. Tas nav tik slikti; līdz 25% no zvaigznēm, kas veidojās vienlaikus ar mūsu Sauli, bija I populācijas starpposma zvaigznes, un daudzām no tām (iespējams, apmēram 15%) ir tāda pati metalitāte kā mūsu Saulei.
Izrādās, ka mūsu galaktikā ir 11 miljoni zvaigžņu, piemēram, mūsējās, ar tādu pašu smago elementu indeksu. Cik no šiem 11 miljoniem saules "dvīņu" ir Zemes dvīņi viņu apdzīvojamajās zonās?
Mums ir jāizveido cieta pareiza izmēra planēta ar pietiekamu daudzumu elementu, pareizu ūdens daudzumu un pareizajā vietā, lai to uzskatītu par Zemes dvīni. Visas šīs problēmas ir savstarpēji saistītas. Varētu domāt, ka, ja centrālajai zvaigznei būtu pareizs elementāro pārpilnība, tad iegūtajām planētām vajadzētu būt tādām pašām blīvuma un rādiusa attiecībām kā mūsu Saules sistēmā. Bet, ja jūsu planētai ir par 20% lielāks rādiuss nekā Zemei, jūs noteikti iegūsit gaismas gāzi - ūdeņradi un hēliju -, kas pasargās jūsu planētu pat tad, ja atrodaties Saules sistēmas iekšējā daļā.
Pasaule, kas ir par 60% lielāka nekā Zeme, būs piecas reizes lielāka par tās masu, kas ir par daudz, lai tā būtu cieta planēta ar plānu atmosfēru. Ja mēs vēlreiz ritinām visas aplēses, mēs iegūstam no četrdesmit līdz simts tūkstošiem sauszemes planētu ar sauszemes tipa orbītām ap Saules tipa zvaigznēm. Ar 400 miljardiem zvaigžņu koeficienti ir ārkārtīgi nelieli.
Un atcerieties, ka patiesais šādu planētu atrašanas mērķis ir atrast pasaules, kas var atbalstīt Zemei līdzīgu dzīvi. Un, ja tas ir mērķis, nemeklējiet Zemes “dubultā”; labāk ir meklēt mazākas planētas netālu no M klases zvaigznēm. Labāk meklēt sauszemes pasaules potenciāli apdzīvojamās zonās pie zvaigznēm. Būs vēl daudz iespēju.
ILYA KHEL