Kaikista paikoista, joita olemme koskaan nähneet maailmankaikkeudessa, vain Maa on toimittanut meille todisteita elämän olemassaolosta. Mutta miksi? Koska elämä on harvinaista, ja se vaatii meiltä kaikkia olosuhteita, joita meillä on maan päällä ylläpitääksemme? Tai koska elämä on kaikkialla, mutta löysimme sen täältä, koska se oli helpoin paikka löytää?
Koska kaikki maapallolla on järjestetty sellaisenaan, olemme tottuneet uskomaan, että jos meillä olisi planeetta ja tähti, jolla olisi samat ominaisuudet kuin Maapallolla ja Auringolla - saman ikäisenä, samoilla kiertoradan etäisyyksillä, kokoilla ja massailla, samat materiaalit, niin saamme elämän uudestaan. Oletetaan myös, että muut yhdistelmät ovat vähemmän todennäköisiä. Mutta kaikki oletuksemme voivat olla vääriä. Maa voi olla yhtä harvinainen kuin elämä.
Vuonna 2015 NASA ilmoitti Kepler-452b: n löytöstä ja kutsui sitä "kaikkien aikojen löydetyksi maapallonkaltaisimmaksi eksoplaneettiksi". Tietysti hänellä oli monia samankaltaisuuksia maan kanssa ja hänen tähdellä oli monia yhtäläisyyksiä Auringon kanssa:
- Sen kotitähti on lämpötilan, massan ja koon suhteen hyvin samankaltainen kuin aurinko: se on G2-tähti, suunnilleen saman kirkkauden ja eliniän kanssa.
- Se pyörii lähes samalla etäisyydellä ja suunnilleen samalla ajanjaksolla kuin planeettamme Auringon ympärillä: 385 päivää 365: n sijaan.
- Tähti, jonka ympäri se kiertää, ei ole paljon kehittyneempää kuin aurinko: se on 1,5 miljardia vuotta vanhempi, mikä tarkoittaa, että se on 20% energiatehokkaampi ja 10% kylmempi.
Mainosvideo:
- Itse planeetta ei ole paljon suurempi kuin maapallomme, ja sen säde on 60% suurempi.
Ja vaikka nämä olosuhteet saattavat tuntua sinulle "samanlaisilta kuin maalliset", löydetyllä maailmalla ei tietenkään ole mitään tekemistä maan kanssa.
Aurinkokunnan järjestelmässämme ero Maan ja Venuksen välillä on pieni: säteen suunnassa noin 5%. Vertailuna voidaan todeta, että ero Maan ja Uranuksen tai Neptunuksen välillä on valtava: nämä maailmat ovat nelinkertaiset maan säteellä. Siksi 60%: n lisämäärä ei ehkä tunnu liioittelulta, mutta on suuri todennäköisyys, että löydämme kiinteän planeetan, jolla on ohut ilmakehä, jolla on kaasu jättiläisen ominaisuudet: suuri kuori kevyitä ilmakehän kaasuja. Itse asiassa on olemassa erittäin kapea ikkuna, jota olisi pidettävä "maanpäällisenä" planeetan koon suhteen, ja yli 10-20%: n poikkeama maanpäällisestä koosta olisi liian suuri.
On kuitenkin syytä uskoa, että maanpäälliset planeetat ovat melko yleisiä. Viimeisimmät Kepler-kaukoputken tulokset osoittavat, että Linnunradan levyllä on ainakin 17 miljardia maapallon planeettaa ja vähintään muutamalla prosentilla tähtiä on ainakin yksi maapallomainen maailma lähellä. Vaikka päätavoitteemme on tietysti löytää maailma edistyneellä biologisella elämällä - mieluiten maailma, jolla on elämä Kambrian räjähdyksen aikana - ajatuksemme palaavat aina Maan pariin. Mutta sellainen tupla, vaikka sitä onkin, ei välttämättä ole paras tapa etsiä.
Meidän aurinko on 4,6 miljardia vuotta vanha G-luokan tähti. Vaikka mielestämme se on yksi yleisimmistä, se ei ole: tähtemme on massiivisempi kuin 95% kaikista tähdet. M kääpiöt, pienet punaiset tähdet, ovat yleisimpiä tähtilajeja maailmankaikkeudessa: kolme neljäsosaa kaikista tähtiistä on M kääpiöitä. Maapallon valtameret kiehuvat miljardissa vuodessa, mutta M-tähdet palavat vakaassa lämpötilassa kymmeniä biljoonia vuosia.
"Kepler" löysi näiden M-tähteiden lähellä monia maanpäällisiä planeettoja, jotka sijaitsivat sopivissa paikoissa vettä varten niiden pinnalla nestemäisessä tilassa ja joiden massa oli melko sopiva maanpäälliseen määritelmään. Ja vaikka M-tähdet säteilevät todennäköisemmin soihdut, ja planeettojen tulisi olla lähempänä niitä, ne tarjoavat myös vakaamman ympäristön planeetoilleen, vähemmän ultraviolettisäteilyä ja parempaa suojaa planeettojenvälisen ja tähtienvälisen tilan väkivaltaisilta ilmenemisiltä. Tähtien vuorovesivoimat ovat myös voimakkaampia, ja niiden lyhennetyt kiertorajat tarjoavat heille helpon tavan muodostaa suuri magneettikenttä suojaten mahdollisesti soihdutuksilta.
Nämä järjestelmät ovat melko yleisiä, mutta maan kaksoisjärjestelmät eivät ole. Mitä me tarvitsemme tosi "kaksinkertaiseksi"? Ensinnäkin tarvitsemme auringon kaltaista tähteä. Tämä tarkoittaa, että tähden ei tulisi olla vain saman lämpötilan ja spektrityypin, vaan myös suunnilleen saman ikäisen. Kestää aikaa, jotta elämä kehittyy ja kehittyy jotain mielenkiintoista, mikä tarkoittaa sitä, että tarvitsemme useita miljardia vuotta vanhoja tähtijärjestelmiä. Mutta emme voi odottaa liian kauan, koska tähtien vanhetessa vedyn ja heliumin yhdistävän ytimen alue kasvaa, ja lähtöteho kasvaa (ja sen mukana myös kirkkaus ja lämpötila). Lopulta planeetat (kuten Maa), jotka olivat kerran asutettavissa, muuttuvat liian kuumiksi, kiehuvat vedessä ja estävät elämän kehittymistä.
Oletetaan, että meillä on 1-2 miljardin vuoden ikkuna, mikä on noin 10% tähden elämästä. Galaksissamme on noin 200-400 miljardia tähteä, ja noin 7,6% niistä on G-luokan tähtiä, kuten aurinkomme. Huolimatta siitä, että aurinkomme luokitellaan tarkemmin G2V-tähtiä, silti seuraa, että noin 10% kaikista G-luokan tähdistä on saman tyyppisiä kuin aurinkoomme. Yläosassa on 400 miljardia tähteä, joista 7,6% on G-luokkaa, joista 10% on samaa alaluokkaa kuin aurinko, joista 10% on oikea ikä mielenkiintoiselle elämälle. Nämä ovat 300 miljoonaa tähteä. Mutta silloinkin kaikilla ei ole tarpeeksi raskaita elementtejä maallisen maailman luomiseksi.
Yläpuolella näet auringon spektrin. Toisin sanoen näkemäsi rivit edustavat monenlaista atomia ja niiden suhteita. Niitä on paljon auringossa, ja heillä on hyvin erityisiä suhteita. Indikaattori, joka ei ole vety tai helium, mutta syntetisoi auringossa olevia materiaaleja, tähtitieteilijät kutsuvat metallisuudeksi. Jos haluamme maanpäällisen planeetan, tarvitsemme tähtiä, joissa on aurinkoisia metalleja. Ei se ole niin paha; jopa 25% tähtiistä, jotka muodostuivat samanaikaisesti aurinkoomme kanssa, olivat väestön I tähtivälimerkkejä, ja monilla niistä (ehkä noin 15%) on sama metallisuus kuin aurinkoomme.
Osoittautuu, että galaksissamme on 11 miljoonaa tähtemme tähtia, joilla on sama indeksi raskaita elementtejä. Kuinka monella näistä 11 miljoonasta aurinko "kaksosesta" on maan kaksosia asuttavilla alueillaan?
Meidän on muodostettava kiinteä, oikean kokoinen planeetta, jossa on riittävästi elementtejä, oikea määrä vettä ja oikeassa paikassa, jotta sitä voidaan pitää maan kaksosuutena. Kaikki nämä ongelmat liittyvät toisiinsa. Voitaisiin ajatella, että jos keskitähdellä olisi oikea alkuaineiden runsaus, niin tuloksena olevilla planeetoilla tulisi olla sama tiheys sädesuhteisiin kuin aurinkokuntamme. Mutta jos planeetallasi on 20% enemmän sädettä kuin Maalla, saat varmasti kirjekuoren kevyitä kaasuja - vetyä ja heliumia -, jotka suojaavat planeettasi, vaikka olisitkin aurinkokunnan sisäosassa.
Maailma, joka on 60% suurempi kuin maapallo, on viisinkertainen massaansa nähden, mikä on liian paljon ollakseen kiinteä planeetta, jolla on ohut ilmapiiri. Jos vieritämme kaikkia arvioita uudelleen, saamme neljästäkymmenestä sataan tuhanteen maanpäälliselle planeetalle, joiden kiertoradat ovat maanpäällisen tyypin ympäri aurinko-tyyppisiä tähtiä. 400 miljardilla tähdellä kertoimet ovat erittäin pienet.
Ja muista, että tällaisten planeettojen löytämisen todellinen tarkoitus on löytää maailmoja, jotka voivat tukea maan kaltaista elämää. Ja jos se on tavoite, älä etsi Maan "kaksinkertaista"; on parempi etsiä pienempiä planeettoja lähellä M-luokan tähtiä. Parempi etsiä maapallomaailmia potentiaalisesti asuttavilla alueilla tähtiä lähellä. Siellä on paljon enemmän vaihtoehtoja.
ILYA KHEL