Spør noen: hvilken planet er den kuleste i universet? De fleste vil selvfølgelig kalle jorden. Faktisk, av alle de verdener vi kjenner, er denne den eneste som er behagelig for livet og for mennesker. Solen er i en rimelig avstand, noe som gir en konstant, moderat energiforsyning. Den tette atmosfæren beholder varme og fuktighet, mens magnetosfæren beskytter overflaten mot stråling.
Platetektonikk blander sakte og fornyer litosfæren med nye mineraler. De store havene roer klimaet, tiltingen av planetens rotasjonsakse skaper årstider, og den massive månen stabiliserer denne bevegelsen. Du kan telle opp lenge og nå helt til Jupiter, som skal beskytte jorden mot de meteorittenes hyppige påvirkninger, og "fange" dem i et stort antall av sin kraftige tyngdekraft. Det virker som om det er bedre enn et så perfekt sett?
Men alt avhenger av hva som regnes som det beste. Hvis vi vurderer planetens beboelighet fra menneskehetens synspunkt, tilpasset dens opprinnelige jord, så er det kanskje ikke en annen kandidat. Men la oss se nærmere på ting og tenke, er det virkelig så perfekt? Faktisk, fra synspunktet om beboelighet, som sådan, er planeten vår på mange måter et grenselinje, ekstremt tilfelle og passende planeter nær fjerne stjerner kan støtte en mye rikere og mer mangfoldig biosfære enn vår.
Livet på grensen
De viktigste betingelsene for livet (i hvert fall for de livsformene vi forstår) er varme og fuktighet. Derfor kalles området rundt stjernen, hvor temperaturen er moderat nok og lar smeltet flytende vann forbli på planetens overflate, den beboelige sonen. Grensene avhenger av størrelsen og lysstyrken til stjernen, og beregninger utført i 2013 viste at for Solen er denne regionen mellom 0, 99 og 1, 7 astronomiske enheter. Husk at 1 a.u. tilsvarer gjennomsnittsradiusen for jordens bane, og det viser seg at planeten vår ligger i den innerste kanten av den beboelige sonen, langt fra sitt optimale sentrum.
Jorden i utkanten av solens beboelige sone
Videre øker solens lysstyrke gradvis. For fire milliarder år siden, da livet begynte på jorden, var det nesten en tredje svakere. Planeten var utenfor den beboelige sonen: det var ikke nok stråling til å smelte havene. Det antas at jorden da mottok tilleggsvarme fra vulkanske og drivhusprosesser. Bare over tid "akselererte" og "blusset opp" stjernen, noe som gjorde planeten veldig behagelig. Det er mulig at det er derfor livet ble liggende på de enkleste formene så lenge, og de første flercellede organismer dukket opp for bare en milliard år siden.
Kompliserte dyr har oppstått helt "nylig" i løpet av den kambriumske eksplosjonen. I løpet av de siste 540 millioner årene har biosfæren blitt ekstremt mangfoldig, mestret landet og har gått fra primitive bløtdyr til smarte papegøyer og byråkrati. Det er mulig at en bedre plassering i den beboelige sonen vil gi jordelivet noen flere milliarder år til. Eller til og med noen titalls.
Mer er bedre
Vel, eller la oss ta dimensjonene. Jorden er den største av de steinete planetene i solsystemet, og det var størrelsen som tillot den å beholde indre varme i lang tid, slik at litosfæren over tid ville bevege seg og platetektonikk ville starte. Verken Venus, Mars eller Merkur har det. I mellomtiden har også jorden knapt "kravlet" inn i passende grenser: modeller forutsier at platetektonikk lettere skulle forekomme på større steinete planeter, som veier omtrent to jordmasser.
Blant de kjente for oss massive eksoplaneter - med en radius på mer enn 1, 2 jordradier - mer enn planeter av jordtype
På planeten vår ble tektonikk lettere av et overskudd av vann, som blandet seg med silikatmineralene i litosfæren og endret smeltepunktet. Hadde Jorden vært mer massiv, hadde ikke dette vært nødvendig, og livet hadde fått mye mer plass og ulike betingelser for utvikling. Kanskje det samme kan sies om klimaet: fossile registreringer viser at biosfære ble spesielt mangfoldig i perioder da planeten ble varmere enn vanlig. Det er mulig at den optimale temperaturen for biosfæren bør være litt høyere enn her. På samme måte bør det ideelle oksygeninnholdet være 30-35% i stedet for dagens 21%.
Det er omtrent slik astrofysikerne Rene Heller og John Armstrong argumenterte, som i 2014, i en artikkel publisert i Astrobiology-magasinet, utsatte planeten vår for omfattende kritikk og fremmet begrepet "super-beboelige" verdener. Imidlertid begynte de med selve solen, noe som antydet at livet kan finne optimale forhold i en svakere og roligere stjerne.
Grunt vann stjerner
En slik stjerne skal tilhøre spektralklassen K - oransje, og ikke gule dverger, som vår sol (den tilhører klassen G, men den nærliggende Alpha Centravra B er bare en oransje dverg). K -stjerner eksisterer flere ganger lenger enn G - nesten som enda svakere røde dverger, men i motsetning til dem viser de ikke så hyppige, uforutsigbare og kraftige bluss som de gjør. Alt dette skaper grunnlaget for ekstremt lange og stabile forhold i bane rundt en slik stjerne.
Klassen K er selvfølgelig ikke så stor og lys: disse stjernene har masser fra 0,5 til 0,8 solmasser og en lysstyrke på ikke mer enn 0,6 solmasser. Derfor er beboelig sone mye nærmere dem, og for super beboelighet må planeten bevege seg i en kortere bane, nærmere sentrum av dette området. Det er ønskelig at det er flere slike verdener i systemet, som vil gi dem en konstant utveksling av "livets embryoer" - som det allerede kan ha skjedd mellom jorden og Mars, mens (og hvis) Mars var bebodd.
Kepler-442b er en nesten ideell planet for livet
Så det er bedre å ta en større kropp, optimalt - to jordmasser og 1, 2−1, 3 av dens radius. Den økte størrelsen vil ikke bare gi platetektonikk og større boareal. Sterk tyngdekraft vil holde mer vann og en tettere atmosfære, noe som gjør det lettere å opprettholde en konsekvent høy temperatur (helst rundt 25 ° C, omtrent 10 grader over vår). Relieffet på den massive planeten vil også bli jevnere og jevnere. Den vil ha mindre dybder som er dårlige i lys og mat, men mer varmt og livlig grunt vann. Som en observatør kommenterte, ville den ideelle verden ha færre mangfoldige økosystemer, men hver ville låse opp sitt fulle potensial for biologisk mangfold.
Jakten på det ideelle
Heller og Armstrong bemerker at praktisk talt alle egenskapene som er nødvendige for "super -beboelighet" stammer fra en hovedsak - størrelsen økte i forhold til jorden. Teoretisk sett bør slike verdener være enda flere i Galaksens rom enn våre. Og det er flere oransje dverger enn gule soltypestjerner - ifølge noen estimater utgjør de opptil 9% av den totale stjernebestanden. Videre er minst én egnet verden allerede kjent.
Eksoplaneten Kepler-442b, som ligger i stjernebildet Lyra, 1200 lysår fra solen, tilfredsstiller nesten ideelt sett betingelsene for "super beboelighet". Den kretser rundt en K -klasse stjerne, dens radius er 1, 3 terrestriske, masse - 2, 3 terrestriske. Dessverre er gjennomsnittstemperaturen på Kepler -442b langt fra optimal: omtrent -2,5 ° C. Imidlertid er dette tilsynelatende bare det første eksemplet, og i fremtiden vil vi finne mange virkelig ideelle planeter.
Handlingsspekteret for fotosyntese på jorden
Det er mulig at vegetasjon vil hjelpe til med å identifisere en slik verden - selvfølgelig frodig og slett ikke grønn. Spekteret av K-stjerner er forskjellig fra solens, og himmelen på en overboelig planet vil ikke være like blå som vår. Områder der pigmentene til landplanter absorberer lys er i rødt, men mest av alt i det blåfiolette området (grønt lys reflekteres). Klasse K stråler imidlertid mer aktivt i de røde og infrarøde områdene, men svakere i blått og fiolett.
Derfor antas det at under slik lys vil planter reflektere mer blått, slik at bladene blir mørkere enn jordiske, nærmere lilla. Det er til og med hypoteser om at plantene over en lang evolusjonstid i en ideell verden må lære å effektivt absorbere alt lyset som faller på dem og bli helt svarte. En dag vil folk kunne gå gjennom en så mørk og tett gotisk skog. Så langt vi vet, med riktig trening, er kroppen vår ganske i stand til å bevege seg med tyngdekraften opptil 4 jordens tyngdekraft. Den ideelle verden er nesten perfekt også her.
