שאל מישהו: איזה כוכב הלכת הכי מגניב ביקום? רובם, כמובן, יקראו לכדור הארץ. ואכן, מכל העולמות המוכרים לנו, זה היחיד שנוח לכל החיים ולאנשים. השמש נמצאת במרחק סביר, ומספקת אספקת אנרגיה קבועה ומתונה. האווירה הצפופה שומרת על חום ולחות, בעוד שהמגנטוספירה מגינה על פני השטח מפני קרינה.
טקטוניקה של צלחות מתערבבת ומתחדשת באיטיות את הליתוספירה במינרלים חדשים. האוקיינוסים העצומים מרגיעים את האקלים, הטיית ציר הסיבוב של הפלנטה יוצרת את עונות השנה, והירח המסיבי מייצב את התנועה הזו. אתה יכול למנות זמן רב, להגיע עד לצדק, שאמור להגן על כדור הארץ מפני ההשפעות התכופות של מטאוריטים, "ללכוד" אותם בכמות עצומה של כוח המשיכה העוצמתי שלו. זה נראה, מה יכול להיות טוב יותר מסט מושלם שכזה?
אבל הכל תלוי במה שנחשב לטוב ביותר. אם ניקח בחשבון את מיושביו של הפלנטה מנקודת המבט של האנושות, המותאם לכדור הארץ שלה, אז יתכן שאין מועמד אחר. אבל בואו נסתכל יותר על הדברים ונחשוב, האם זה באמת כל כך מושלם? אכן, מנקודת מבט של התגוררות, ככזו, כוכב הלכת שלנו הוא במובנים רבים מקרה גבולי, קיצוני וכוכבי לכת מתאימים ליד כוכבים רחוקים יכולים לתמוך בביוספירה עשירה ומגוונת בהרבה משלנו.
החיים על הגבול
תנאי המפתח לחיים (לפחות לצורות החיים שאנו מבינים) הם חמימות ולחות. לכן, האזור סביב הכוכב, שבו הטמפרטורה מתונה מספיק ומאפשר להישאר מים נוזלים מומסים על פני כדור הארץ, נקרא אזור המגורים. גבולותיו תלויים בגודלו ובהירותו של הכוכב, וחישובים שבוצעו בשנת 2013 הראו כי עבור השמש אזור זה הוא בין 0, 99 ל -1, 7 יחידות אסטרונומיות. נזכיר כי 1 a.u. תואם את הרדיוס הממוצע של מסלול כדור הארץ, ומתברר שכוכב הלכת שלנו ממוקם בקצה הפנימי ביותר של אזור המגורים, רחוק ממרכזו האופטימלי.
כדור הארץ בקצה אזור המגורים של השמש
יתר על כן, בהירות השמש עולה בהדרגה. לפני ארבעה מיליארד שנה, כשהחיים החלו על כדור הארץ, הם היו כמעט שלישים יותר. כוכב הלכת היה מחוץ לאזור המגורים: לא הייתה מספיק קרינה כדי להמיס את האוקיינוסים שלו. ההנחה היא שכדור הארץ קיבל אז חום נוסף מתהליכים וולקניים וחממות. רק עם הזמן הכוכב "האיץ" ו"התלקח ", מה שהופך את כדור הארץ לנוח באמת. ייתכן שזו הסיבה שהחיים התעכבו על הצורות הפשוטות כל כך הרבה זמן, והאורגניזמים הרב -תאיים הראשונים הופיעו רק לפני כמיליארד שנה.
בעלי חיים מסובכים קמו לגמרי "לאחרונה", במהלך הפיצוץ הקמברי. במהלך 540 מיליון השנים האחרונות, הביוספרה הפכה למגוונת ביותר, השתלטה על הארץ והפכה מרכיכות פרימיטיביות לתוכים חכמים ובירוקרטיה. יתכן שמיקום טוב יותר בתוך אזור המגורים ייתן לחיי כדור הארץ עוד כמה מיליארדי שנים נוספות. או אפילו כמה עשרות.
יותר עדיף
טוב, או בואו ניקח את המידות. כדור הארץ הוא הגדול ביותר מבין כוכבי הלכת הסלעיים במערכת השמש, וזה היה הגודל שאפשר לו לשמור על חום פנימי לאורך זמן, כך שעם הזמן הליתוספירה תנוע ותתחיל טקטוניקה של צלחות. לא לנוגה, לא למאדים או למרקורי. בינתיים, גם כאן כדור הארץ בקושי "זחל" לגבולות מתאימים: מודלים מנבאים כי טקטוניקה של צלחות צריכה להתרחש ביתר קלות על כוכבי לכת סלעיים גדולים יותר, במשקל של כשני מסות כדור הארץ.
בין הידועים לנו כוכבי כוכב לכת מסיביים - עם רדיוס של יותר מ -1, 2 רדיוס כדור הארץ - יותר מכוכבי לכת מסוג כדור הארץ
בכוכב הלכת שלנו, הטקטוניקה הוקלה על ידי עודף מים, שהתערבב עם המינרלים הסיליקטיים של הליתוספירה, ושינה את נקודת ההיתוך שלהם. אילו כדור הארץ היה מסיבי יותר, זה לא היה נחוץ, והחיים היו מקבלים הרבה יותר מקום ותנאים שונים להתפתחות. אולי אפשר לומר אותו דבר על האקלים: רישומים מאובנים מראים שהביוספרה הפכה למגוונת במיוחד בתקופות שבהן כוכב הלכת התחמם מהרגיל. ייתכן שהטמפרטורה האופטימלית לביוספירה צריכה להיות מעט גבוהה יותר מכאן. באופן דומה, תכולת החמצן האידיאלית צריכה להיות 30-35% במקום 21% הנוכחיים.
כך בערך טענו האסטרופיזיקאים רנה הלר וג'ון ארמסטרונג, שב -2014, במאמר שפורסם במגזין אסטרוביולוגיה, נתנו ביקורת מקיפה על הפלנטה שלנו והעלו את הרעיון של עולמות "סבירים למגורים". עם זאת, הם התחילו עם השמש עצמה, והציעו כי החיים יכולים למצוא תנאים אופטימליים בכוכב עמום ושקט יותר.
כוכבי מים רדודים
כוכב כזה צריך להשתייך למחלקה K - כתום, ולא גמדים צהובים, כמו השמש שלנו (הוא שייך למחלקה G, אבל Alpha Centravra B השכנה היא רק גמד כתום). כוכבי K קיימים זמן רב פי כמה מ- G כמעט כמו גמדים אדומים קלים יותר, אך בניגוד אליהם הם אינם מראים התלקחויות תכופות, בלתי צפויות ועוצמתיות כמוהם. כל זה יוצר בסיס לתנאים ארוכים ויציבים במיוחד במסלול סביב כוכב כזה.
כמובן, כיתה K אינה כה גדולה ובהירה: לכוכבים אלה יש מסות שבין 0.5 ל -0.8 מסות שמש ובהירות של לא יותר מ -0.6 מסות שמש. לכן, אזור המגורים קרוב אליהם הרבה יותר, ובשביל התגוררות -על כוכב הלכת חייב לנוע במסלול קצר יותר, קרוב יותר למרכז אזור זה. רצוי שיהיו במערכת כמה עולמות כאלה, שיספקו להם חילופי דברים קבועים של "עוברי חיים" - כפי שאולי כבר קרה בין כדור הארץ למאדים, בזמן (ואם אם) מאדים היה מיושב.
קפלר -442b הוא כוכב לכת כמעט אידיאלי לחיים
לכן, עדיף לקחת גוף גדול יותר, בצורה מיטבית - שתי מסות כדור הארץ ו -1, 2-1, 3 מהרדיוס שלו. הגודל המוגדל לא רק יספק טקטוניקה של צלחות ומרחב מחיה גדול יותר. כוח משיכה חזק יחזיק יותר מים ואווירה צפופה יותר, ויקל על שמירה על טמפרטורה גבוהה בעקביות (רצוי בסביבות 25 מעלות צלזיוס, כ -10 מעלות מעל שלנו). ההקלה של כוכב הלכת המאסיבי תהפוך אף היא לחלקה וחלקה יותר. יהיו לו פחות עומקים דלים באור ובמזון, אך מים חמים ורדודים יותר. כפי שהעיר צופה אחד, לעולם האידיאלי יהיו פחות מערכות אקולוגיות מגוונות, אך כל אחת מהן תפתח את פוטנציאל המגוון הביולוגי המלא שלה.
מרדף אחר האידיאל
הלר וארמסטרונג מציינים כי כמעט כל המאפיינים הדרושים ל"רגיל -על "נובעים מדבר עיקרי אחד - הגודל גדל בהשוואה לכדור הארץ. תיאורטית, עולמות כאלה צריכים להיות רבים עוד יותר במרחבי הגלקסיה משלנו. ויש יותר גמדים כתומים מכוכבים צהובים מסוג צהוב - על פי כמה הערכות, הם מהווים עד 9% מכלל אוכלוסיית הכוכבים. יתר על כן, כבר ידוע לפחות עולם אחד מתאים.
כוכב הלכת קפלר -442 ב, הממוקם בקבוצת הכוכבים ליירה, במרחק 1200 שנות אור מהשמש, מספק כמעט באופן אידיאלי את התנאים של "מגורי-על". הוא סובב סביב כוכב מסוג K, הרדיוס שלו הוא 1, 3 יבשתי, מסה - 2, 3 יבשתי. למרבה הצער, הטמפרטורה הממוצעת ב- Kepler -442b רחוקה מלהיות אופטימלית: בערך -2.5 מעלות צלזיוס. עם זאת, ככל הנראה, זוהי רק הדוגמה הראשונה, ובעתיד נמצא הרבה כוכבי לכת אידיאליים באמת.
קשת הפעולה של הפוטוסינתזה על כדור הארץ
יתכן וצמחייה תעזור לזהות עולם כזה - כמובן, שופע וכלל לא ירוק. הספקטרום של כוכבי K שונה מזה של השמש, ושמי כוכב הלכת המתגוררים בו לא יהיו כחולים כמו שלנו.אזורים בהם פיגמנטים של צמחים יבשתיים סופגים אור נמצאים באדום, אך יותר מכל באזור הכחול-סגול (אור ירוק משתקף). עם זאת, כיתה K מקרינה באופן פעיל יותר בטווחים האדומים והאינפרא אדומים, אך חלשה יותר בכחול וסגול.
לכן, ההנחה היא שתחת אור כזה הצמחים ישקפו יותר כחול, כך שהעלים שלהם יהיו כהים יותר מזה של כדור הארץ, קרוב יותר לסגול. יש אפילו השערות כי לאורך זמן רב של אבולוציה בעולם אידיאלי, הצמחים חייבים ללמוד לספוג ביעילות את כל האור הנופל עליהם ולהפוך לשחורים לגמרי. מתישהו אנשים יוכלו לעבור ביער גותי כהה וצפוף. למיטב ידיעתנו, עם אימון מתאים, גופנו די מסוגל לנוע בכוח המשיכה עד 4 כוח המשיכה של כדור הארץ. העולם האידיאלי כמעט מושלם גם כאן.
