Ar gali būti geriau, nei Žemėje?

„Mes gyvename geriausiame įmanomame pasaulyje!“ džiaugiasi optimistas, o pesimistas baiminasi, kad galbūt taip tikrai ir yra. Taip byloja anekdotas, o ką galvoja mokslininkai? Tiksliau sakant, ką apie Žemės tinkamumą gyvybei galima pasakyti egzoplanetų atradimų kontekste?

Iš pirmo žvilgsnio toks klausimas gali pasirodyti labai kvailas. Juk Žemėje gyvybė egzistuoja, ji čia atsirado ir vystėsi milijardus metu, kartu pritaikydama ir planetą savo poreikiams. Be to, Žemė yra vienintelė vieta Visatoje, kurioje mes žinome egzistuojant gyvybę. Taigi Žemė tikrai tinkama gyvybei, ir kas čia gali būti neaiškaus?

O neaiškaus gali būti tai, kad geriau panagrinėjus, Žemė nėra tokia jau ideali vieta gyvybei. Sąlygos Žemėje kito laikui bėgant – prieš maždaug 300 milijonų metų Žemės atmosferoje buvo žymiai daugiau deguonies, o iš fosilijų galima spręsti, kad bendra biosferos masė buvo didesnė, nei dabar. Šiuo metu Žemės paviršiuje egzistuoja vietų, kuriose gyvybės labai nedaug – dykumos (ir karštos, kaip Afrikoje, ir šaltos, kaip Antarktidoje), atviri vandenynų paviršiai. Po kokio pusantro milijardo metų Saulės šviesa tiek sustiprės, kad išgaruos vandenynai ir gyvybės Žemėje greičiausiai nebeliks. Taigi Žemė tinkamesnė gyvybei buvo praeityje ir situacija vis blogėja. Ar gali būti geriau?

Pasirodo, gali. Egzoplanetų jau atrasta pakankamai, kad galima būtų daryti įvairius statistinius apibendrinimus. Ir tada pamatome, kad egzistuoja ir tokios planetos, kuriose galėtų būti tinkamesnės gyvybei sąlygos, nei Žemėje. Apie tai rašoma Scientific American apžvalginiame straipsnyje, kurį rasite čia. Rekomenduoju perskaityti visą straipsnį, nes ten pateikiama ir bazinės informacijos apie egzoplanetas ir tinkamumo gyvybei vertinimus. O čia apžvelgsiu keletą bruožų, kuriais kitos planetos gali aplenkti Žemę.

Pirmasis pristatomas variantas yra egzomėnuliai. Apie juos jau rašiau anksčiau, tad čia tik priminsiu, kuo jie gali būti geri. Egzomėnulis energijos gauna ne tik iš žvaigždės, bet ir iš savo planetos, taigi sušvelnėja dienos/nakties ir vasaros/žiemos kontrastas. Taip pat jauną mėnulį šildo potvyninės planetos jėgos, todėl jam tinkama gyvybinė žvaigždės zona prasiplečia į išorę. Galiausiai, mėnulį saugo ne tik jo, bet ir jo planetos magnetosfera, taigi pavojinga žvaigždės ir kosminė spinduliuotė gerokai sunkiau pasiekia paviršių, nei Žemės atveju.

Bet egzomėnuliai – tik lyrinis nukrypimas. Esmė, visgi, yra planetose. O joms svarbios šios savybės:

– Mažesnė už Saulę žvaigždė. Saulė gyvena jau penkis milijardus metų, dar antra tiek gyvens. Tačiau ji po truputį plečiasi ir kaista, taigi, kaip rašiau aukščiau, po pusantro milijardo metų Žemė įkais tiek, kad taps nebetinkama gyvybei. Truputį mažesnės žvaigždės, pvz. K spektrinės klasės nykštukės, kurių masė siekia 80% Saulės, gyvena dar ilgiau, tad prie jų esančiose planetose būtų daugiau laiko gyvybei atsirasti ir paplisti. Dar mažesnės, M klasės žvaigždės, gyvena dar ilgiau nei K, tačiau jų gyvybinė zona yra jau labai arti žvaigždės, taigi ten esanti planeta turbūt būtų potvyniškai pririšta prie žvaigždės (nuolat atsukusi į žvaigždę vieną paviršiaus pusę), o tai kenktų tinkamumui gyvybei. Tuo tarpu K žvaigždžių gyvybinė zona yra dar pakankamai toli, kad galėtų būti tikrai gyvybinė; ypač turint omeny, kad K žvaigždės visokius žybsnius spjaudo rečiau, nei Saulė. Galiausiai, K žvaigždės spinduliuoja mažiau energingų – ultravioletinių ir rentgeno – spindulių, kurie gali pakenkti gyvybei.

Gyvybinės zonos priklausomybė nuo žvaigždės masės. Diagrama gana grubi ir truputį pasenusi, bet pagrindiniai aspektai išlieka. ©Wikimedia Commons

– Didesnė už Žemę planeta. Tokia planeta vis dar būtų uolinė, tik turėtų šiek tiek tankesnę atmosferą (mažiau žalingų UV spindulių pasiekia paviršių). Jos ilgiau išlaikytų šilumą savo branduoliuose – tai reiškia, kad jose ilgiau vyktų tektoninių plokščių judėjimas ir ugnikalnių išsiveržimai (abu procesai naudingi gyvybei, nes grąžina įvairius cheminius elementus ir junginius į planetos paviršių) bei ilgiau išliktų magnetosfera, apsauganti nuo žalingo kosminės spinduliuotės poveikio. Atrodo, kad tinkamiausia planetos masė būtų maždaug du kartus didesnė, nei Žemės – dar didesnėje planetoje tektoninės plokštės judėti jau nelabai galėtų. Tai reiškia, kad planetos paviršius būtų pusantro karto didesnis, nei Žemės, taigi ir erdvės gyvybei pasireikšti būtų daugiau.

– Dar nuo savęs pridėčiau, kad gyvybei tinkama planeta turėtų turėti didelį palydovą (panašiai kaip Žemė – Mėnulį), kuris stabilizuotų planetos sukimosi ašį, o planetos sistemoje turėtų egzistuoti ir didelė planeta, panaši į Jupiterį, kurios gravitacija pravalytų gyvybinę žvaigždės zoną nuo didesnių asteroidų, galinčių sukelti globalias katastrofas planetoje.

Kaip atrodytų gyvenimas tokioje „supergyvybinėje“ planetoje? Didesnė masė, taigi ir gravitacija, duotų tankesnę atmosferą bei lygesnį planetos paviršių, mat kalnus veiktų stipresnė erozija. Taigi galima būtų tikėtis daugiau salų ir jūrų, o ne žemynų ir vandenynų. Tai – taip pat naudinga gyvybei, nes sekliose jūrose gyvybės yra žymiai daugiau, nei plačiuose vandenynuose. Be to, salų atskirtose jūrose gyvybė galėtų vystytis įvairiais keliais, taip didėtų rūšių įvairovė, tad gyvybė galimai būtų geriau prisitaikiusi prie įvairiausių galimų pavojų.

Superžemė. ©Kepler/NASA

Ar tokios „supergyvybingos“ planetos yra dažnos? Visai gali būti, kad atsakymas teigiamas. K spektrinės klasės žvaigždžių yra daugiau nei Saulės masės, apskritai jos yra dažniausiai sutinkama spektrinė žvaigždžių klasė. Už Žemę didesnių uolinių planetų Saulės sistemoje nėra, tačiau tokių egzoplanetų randama daug; gali būti, kad jų yra daugiau, nei Žemės dydžio planetų, nors ir nebūtinai – tiesiog Žemės dydžio egzoplanetas sunkiau aptikti. Kaip ten bebūtų, jei skaičiuosime, kad vidutiniškai kiekvienai žvaigždei Galaktikoje tenka po planetą, o superžemių yra maždaug 7%, paaiškės, kad Paukščių Take skrajoja apie 7 milijardus tokių planetų. Kažkuri dalis iš jų yra tinkamesnė gyvybei, nei Žemė. Įspūdinga, ar ne?

Tiesa, kraustytis į tas planetas kol kas geriau nereikia. Aukščiau išvardinti argumentai rodo tinkamumą apskritai gyvybei, o ne tokiai gyvybei, kokia egzistuoja Žemėje. Mes greičiausiai neišgyventume dvigubai už Žemę masyvesnėje planetoje, tad teks pasitenkinti tuo, ką turime.

Laiqualasse

4 comments

    1. Pageidavimą išreikšti tikrai galima :)

      Permečiau akimis straipsnį; dar peržiūrėjau ir straipsnį, pagal kurį rašyti tie populiarūs pranešimai. Atrodo, kad sistema atrodo taip: yra žvaigždė 30 Ari B, aplink kurią ~1 AU atstumu skasi planeta, o ~22 AU atstumu – kita žvaigždė (30 Ari C). Palyginimui, Neptūnas nuo Saulės nutolęs per ~30 AU. Tuo tarpu kitos dvi šitos sistemos žvaigždės (30 Ari A) yra nutolusios per >1000 AU ir sukasi viena aplink kitą labai trumpo periodo (~1 dienos) orbita. Taigi realiai planetos judėjimui įtakos turi tik pirmos dvi žvaigždės, bet ir tai antrosios žvaigždės įtaka turėtų būti labai maža: 30 Ari C masė nesiekia net pusės 30 Ari B masės, atstumas iki planetos 20 kartų didesnis, taigi gravitacinis poveikis yra bent 800 kartų mažesnis. Vėlgi palyginimui – Jupiterio poveikis Žemės orbitai yra 20 tūkstančių kartų mažesnis, nei Saulės. Kažkur 20 kartų skirtumas. Nemažas, bet ir ne toks, kad planetą išmuštų iš orbitos. Taigi ji sau sukasi ramiai, ir tiek.

    1. Aštuoniukės formos orbita teoriškai įmanoma, bet praktiškai – nestabili, tai tokią egzotiką realybėje sutikti šansų nedaug :)

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *