Nem a bolygók jelentik az egyetlen lehetőséget, ahol a földön kívüli élet másutt elrejtőzhet

Egy nemrégiben megjelent cikkében Andrew Norton, a Nagy-Britannia Királyi Csillagászati Társaság alelnöke erről az új perspektíváról beszélt: annak a lehetősége, hogy jelen van az élet, amilyennek ismerjük, és amire számítunk, hogy az univerzum másutt is létezik. nemcsak a többi naprendszer bolygóin, hanem ezen bolygók holdjain is.

Az eddig felfedezett bolygók többsége néhányhoz tartozik napelemes rendszerek, vagyis csillagok (például a Nap körüli Föld) körül forognak, "be vannak rekedve" a gravitációs mezőjükben. Ritka kivételeket is azonosítottak, az úgynevezett "vándorló" bolygókat, amelyek nem egyetlen csillag körül keringenek, hanem körbejárják az univerzumot, de a szabály az, hogy a bolygók rendben, jól körülhatárolható pályákon, csillagok körül forognak.

A bolygók viszont stabil keringéssel járhatnak körülöttük, természetes műholdak vagy "holdak", mint például a Holdunk, a Föld természetes műholdja, vagy a Phobos és Deimos (a Mars hónapjai), vagy a Titan, Rhea, Dione, Tethys, Mimas, Enceladus, Iapetus (a Szaturnusz műholdjai között, amely több mint 150 hónapos és " holdak ”, amelyek közül 53 nevet kapott), vagy Io, Europa, Ganymede és Callisto, a Jupiter 67 ismert műholdja közül a legnagyobb (Ganymede a Naprendszerünk legnagyobb„ holdja ”).

A Napunkon kívüli csillagok körül keringő bolygókat hívják napenergián kívüli bolygók, vagy exobolygók, és természetes műholdjaikat a kifejezés jelöli exoluni.

Mire van szüksége egy égitestnek, hogy "lakható legyen"?

Az első exobolygót 1995-ben fedezték fel, és azóta körülbelül 1800-at azonosítottak; távol a Naprendszerünktől, természetesen nehéz őket tanulmányozni, de a modern technika lehetővé teszi bizonyos fokú pontossággal történő kutatást. Egyelőre lehetetlen tudni, van-e élet rajtuk (a Marsról, a mellettünk lévő bolygóról innen, ugyanabból a naprendszerből nem tudtunk meg), de megbecsülhető, hogy tudnának-e otthont adni az életnek - bővebben pontosan, ha a kérdéses exobolygó benne van a körülményes lakható ("lakható") terület, vagy ahogy hívják, Aranyfarkas terület.

Minden azzal a gondolattal kezdődik folyékony víz nélkülözhetetlen az élethez, ahogy tudjuk. A Goldilocks terület az a térrész, amely egy csillagtól távol helyezkedik el, amely lehetővé teszi folyékony víz létezését. - vagyis nem túl közel a csillaghoz, mert a hőmérséklet túl magas lenne, és az összes víz elpárologna, és nem túl messze a csillagtól, mert akkor a hőmérsékletek túl alacsonyak lennének, és az exobolygó fagyos világ lenne. Andrew Norton a már idézett cikkben azzal magyarázza az ötletet, hogy példaként veszi a Naprendszerünk bolygóit: A Vénusz túl közel van a Naphoz és túl forró, a Mars túl messze van és túl hideg, de a Föld pontosan ott van, ahol lennie kell - ahol van se túl meleg, se nem túl hideg, csak jó élni. A Goldilocks területe napelemenként eltérő lehet, attól függően, hogy mekkora és forró a rendszer központi csillaga.

Az eddig felfedezett exobolygók közül csak néhány található csillagukhoz képest lakható zónában. A legígéretesebb (ha úgy akarja "élhetőbb") a Kepler-186f, amely egy vörös törpe, egy alacsony hőmérsékletű kis csillag (természetesen egy csillag számára) körül kering, amely a Lebada csillagkép, 500 fényévnyire a Földtől. A Kepler-186f nagyjából akkora, mint a Föld; 130 napos forradalmi periódussal rendelkezik, és körülbelül ugyanolyan távolságra van csillagától, mint a Merkúr a Naptól. Naprendszerünkben a Merkúr túl közel van a Naphoz ahhoz, hogy lakható legyen, ez egy forró és vendégtelen bolygó; de a Kepler-186 rendszer csillaga sokkal gyengébb, mint a mi Napunk, ezért a Kepler-186f exobolygó sokkal kevesebb fényt és hőt kap tőle. Valójában a szakértők kiszámolták, hogy a Kepler-186f az energia körülbelül egyharmadát kapja, amelyet a Föld a Naptól kap, tehát lakható lenne, de kb.

De csak azért, mert Godilocks területén van, még nem jelenti azt, hogy egy bolygón rengeteg víz van, egész óceánok. Egy bolygó éghajlata, magyarázza Andrew Norton, sokkal bonyolultabb, mint amire kizárólag a bolygó és a csillag közötti távolság alapján következtethetünk. Számos tényező, rendkívül összetett összefüggésekben, befolyásolhatja a bolygó éghajlatát, amit a Föld éghajlatának létezése során bekövetkező változások bizonyítanak, a trópusi éghajlaton át a jéggel borított jégkorszakokig. az egész bolygó.
Továbbá nem elég, ha egy exobolygó a lakható zónában van, hogy lakható felülete legyen. A felfedezett exobolygók közül sok az úgynevezett gázóriások kategóriájába tartozik, így hasonlít a túlnyomórészt gáznemű vegyületekből álló Jupiter "miénkre", amelynek nagyon vastag atmoszférája óriási nyomást kelt a bolygó felszínén. Nem, a földönkívüli élet lehetőségének jelenlegi elképzelésében szilárd égitestre van szükségünk, mint a Föld, olyan légkörrel, amely védi és elősegíti az életet.

Ha nem bolygó, akkor mi van?

Itt kezd formálódni az új jövőkép: ha a lakható zónában található exobolygó olyan gázóriás, amely életre alkalmatlan, akkor a közelben nem találhatunk alkalmasabbat, például annak "holdját".?

Az Edinburgh-i Egyetem két kutatója, Duncan Forgan és Vergil Yotov legújabb kutatása, amely a naprendszerek számítógépes matematikai modellezését végezte olyan bolygókkal, amelyek szintén rendelkeznek természetes műholdakkal (figyelembe véve a gravitációhoz, a fogyatkozásokhoz, a visszavert sugárzás mennyiségéhez kapcsolódó különféle tényezőket) az exobolygók közül, olyan tényezők, amelyek befolyásolhatják műholdjaik éghajlatát) arra utal, hogy és az exolációk kedvező feltételeket biztosíthatnak az élet számára.

Pillanatnyilag hipotetikus módon beszélünk az exolonokról (később meglátja, hogy állunk felfedezésükkel); Duncan Forgan és Vergil Yotov azonban, bízva modellje pontosságában, segítségével a hipotetikus exolációkat több osztályba (lakható, meleg, jeges és változó) osztotta; a legígéretesebbek természetesen az első kategóriába tartozók lennének, amelyeken a kutatók elméleti modellje szerint a felszín több mint 10% -án 0 és 100 fok közötti hőmérsékletű víz (folyékony, azaz hőmérséklettartomány) lenne víz, a hőmérséklet körüli ingadozások közepes, hogy kicsi.

A melegeknek állandó átlaghőmérséklete meghaladja a 100 fokot (mondjuk, az élet túl meleg), a jeges pedig túl hideg lenne, tartósan fagyna; Mindkét esetben a terület kevesebb mint 10% -a lenne lakható. A negyedik kategóriába tartozók elvileg nagyrészt lakhatóak lennének, de az élettér nagysága idővel nagymértékben változik.

Összességében elmondható, hogy a két kutató tanulmánya szerint az exolonok klímája sokkal összetettebb lenne, mint azt a korábbi kutatások javasolták; Fontos azonban, hogy ez a bonyolultság teret enged a paraméterek sajátos kombinációjának, hogy az élet fejlődését elősegítő feltételrendszert alkosson.

Végül is miért ne? Referenciaként véve azt, amit valamennyire ismerünk - a Naprendszerünk bolygóit -, azt találjuk, hogy néhányuknak vannak olyan hónapjai, amelyeken folyékony víz van (még akkor is, ha más körülmények nem tűnnek túl csábítónak az élet számára): kutatások kimutatták, hogy Enceladus, műholdja Szaturnusz, a fagyasztott szénhidrogének vastag kérgéje alatt elrejtett víz óceánja lesz, és a szakértők reményekkel gyanítják, hogy Európában is, a Jupiter műholdján, folyékony víz lesz a jég alatt. Tehát lehetséges lenne

Egy olyan világ, ahol van víz, még a sok jéghez is társulhat, lakható lehet; lehetnek olyan életformák, amelyek képesek nagyon jól kibírni az ilyen feltételeket, és még nehezebbek is. Ne felejtsük el ezt és a Földön még az emberek számára is nagyon barátságtalan régiókban is van élet, hogy vannak olyan élőlények (ún. extremofilek), amelyek rugalmassága és a szélsőséges körülményekhez való alkalmazkodása egyszerűen meghökkentő, például a furcsa tardigrádok, olyan "kemények", hogy mintha egy másik világból származnának, sokkal durvább életkörülményekkel föld.

Csak annyit kell tennünk, hogy felfedezünk néhány exoliót…

Két nap jobb, mint egy

Egy nagyon friss tanulmány új nyomot ad az exolonok "megélhetõségérõl".

Az Amerikai Csillagászati Társaság néhány hónappal ezelőtt tartott 223. ülésén Paul Mason, az amerikai El Paso-i Texasi Egyetem asztrofizikusa bemutatta az űrtávcső által összegyűjtött adatok elemzésén alapuló tanulmány eredményeit. Kepler a NASA-hoz.

következtetés? A bináris rendszerekből származó exolációk - amelyek közepén két csillag van, nem egy, mint a naprendszerünk - "nagyobb valószínűséggel" fogják be az életet, mint a közönséges egycsillagos naprendszerek..

A bináris rendszerek két csillaga "lenyugtatja" egymást, csillapítja egymás sugárzását és csillagszelét, ezáltal nyugodtabb, az élet számára kedvezőbb környezetet teremtenek, és kibővítik a rendszer lakóterületét.

A fiatal, nagyon aktív csillagok nagy sebességgel forognak, erős sugárzást és csillagszeleket (részecske fluxusokat) bocsátanak ki, amelyek befolyásolják a körülöttük lévő exobolygók és exolonok lakhatóságát. Ehelyett egy bináris rendszerben, amelynek csillagai közel vannak egymáshoz, szinkronizálják forgásukat, amelynek hatása enyhíti a hatásokat.

A bináris rendszerek különböző konfigurációkban létezhetnek, a csillagok típusától és a köztük lévő távolságtól függően. Mason modellje olyan csillagpárokból álló rendszereket vesz figyelembe, amelyekben az egyes csillagok a másik körül keringenek, 10-60 Föld-nap körül keringenek, és a bolygó mindkét csillag körüli pályán forog. Az ilyen rendszereket ún cirkuláris rendszerek. A két csillag egymásra gyakorolja azokat a gravitációs hatásokat, amelyek lassítják a forgási sebességet, ami csillapítja a sugárzás és a csillagszél intenzitását. (Az erős csillagszélek "szétszórhatják" egy bolygó vagy egy hold atmoszféráját, és az égitestet kozmikus sugárzási bombázásnak tehetik ki, amely akadályozhatja az élet fejlődését.)

A rendszer két napjának nagy fény- és hőmennyisége miatt a lakóterületet "közelebb" tolják a rendszer széléhez (távolabb a központtól, mint egyetlen csillagrendszerben lenne), ami enyhíti a hatásokat. a csillagok negatív hatása a környező égitestekre.

Így két nap létezése egy rendszerben jelentősen megváltoztatja egy bolygó környezetét: ha a naprendszerünknek egy helyett két napja van, akkor lehetséges, hogy a Vénusznak még mindig van víz és levegő, és akár lakható, és Maga a föld sokkal másabb lett volna, mint manapság: nedvesebb bolygó lenne, ha két nap körül forogna., mondja Paul Mason.

Milyen közel vagyunk az exolun megtalálásához?

Ha a kezdetektől azt mondtam, hogy a földönkívüli élet lehetőségéről szóló vita az exolonokon egyelőre csak elméleti szinten zajlik, az azért van, mert eddig még nem fedeztek fel ilyen égitesteket - vagy legalábbis nem tudjuk biztosan, hogy ezek felfedeztem.

Az első lépést azonban megtették.

A közelmúltban a csillagászok egy égitestet figyeltek meg, amely exolun lehet; kilétét minden kétséget kizáróan nem erősítették meg, de a felfedezés mindenesetre kivételes marad, legalábbis az a tény, hogy új perspektívákat nyit a kutatásban.

Röviden, így van ez: a csillagászok egy pár távoli űrobjektumot észleltek (amelyeket MOA-2011-BLG-262 rendszernek neveztek el), amelyek képviselhetik vagy egy kicsi, homályos csillag, amely a Földnél 18-szor nagyobb óriásbolygó körül kering, vagy egy "vándor" bolygó, mint egy gázóriás, holdjával, szilárd égitesttel.

A kutatók természetesen jobban örülnének annak, ha megtudnák, hogy ez egy exobolygó és annak holdja - kb az emberek által felfedezett első exolunum!-, de, ahogy a NASA szakembere, Wes Traub kifejtette, bár a kutatók számításai látszólag alátámasztják az exodus hipotézisét, ha figyelembe vesszük, melyik forgatókönyv a természetben valószínűbb, akkor az egyensúly a csillag + bolygó pár felé billen.

Az amerikai Notre Dame Egyetem csillagászai, akik felfedezték, "gravitációs mikrolencsének" nevezett technikát alkalmazták, megfigyelve egy űrobjektum párjának áthaladását (a legnagyobb az obszervatóriumhoz legközelebb eső síkban van) a Földön), egy csillag előtt; az égitest gravitációs mezője, amely a nagy űrobjektumot kíséri, eltéríti és módosítja a csillag fényét, lencseként működik.

Ezeknek a térbeli eseményeknek a vizsgálata, amelyekben a lencsehatás zajlik, sok érdekes információt tárhat fel a közeli síkban lévő tárgyról; ha például csillag, akkor megtudhatjuk, van-e körülötte bolygó és mekkora a bolygó a csillaghoz viszonyítva.

A MOA-2011-BLG-262 rendszer esetében a csillagászok képesek voltak rájönni a nagyobb tárgyat a legközelebbi síkból egy sokkal kisebb kísérte, amelynek csak a nagyobb tömegének 0,05% -a volt.

De mi is volt pontosan a két tárgy - egy vándor bolygó + holdja vagy egy kis halvány csillag + bolygója -, azt nem tudták megtudni, és soha nem fogjuk megtudni: ezek a "tranzitok", amelyeknek előnyös a lencsehatás, véletlenszerű események, tehát hogy a csillagászoknak volt szerencséjük elkapni egyet.

De bármennyire is véletlenül, ez a megfigyelés, amely feltárta az "ember által felfedezett első exolun" címre pályázót, kivételesen fontos: most a szakemberek tisztábban tudják, mire kell figyelni, és hogyan lehet kimutatni néhány exolont. . És ahogy David Bennett, a tanulmányt vezető kutató mondja: "még több ilyen váratlan felfedezésre számíthatunk".

Nyilvánvaló az a fontosság, amelyet a csillagászok az utóbbi időben elsajátítottak: a jelenlegi csillagászati megfigyelések mellett, amelyek véletlenszerű felfedezéshez vezethetnek, kifejezetten ezen űrobjektumok keresésére szánt programok; Például a HEK - The Hunt for Exomoons with Kepler - amelynek "központja" az amerikai Harvard Egyetemen található - a Kepler űrtávcsővel kapott adatokat elemzi, hogy megpróbálja azonosítani az exolonok létezésére utaló jeleket a teleszkóp által észlelt extrapoláris űrobjektumok között.

Az exolunus felfedezése Andrew Norton szerint ma már csak idő kérdése, és annak valószínűsége, hogy egy csillag lakható zónájában van, "meglehetősen nagy". A fontos az, hogy bővítettük látásmódunkat és bővítettük kereséseinket; még akkor is, ha a kutatási terület kiterjesztése, amely nemcsak az exobolygókat, hanem természetes műholdjaikat is magában foglalja, úgy tűnik, bonyolítja a dolgokat és több gondot okoz a csillagászoknak, valójában ez nagyban növeli annak esélyét, hogy egy nap felfedezzük, túl a naprendszerünkön, azon a távoli világon, amely ugyanolyan üdvözlőnek tűnik, mint az élet virágzását segíti elő, mint otthoni bolygónk.