Nors planetos, skriejančios aplink dvynias žvaigždes, yra mokslinės fantastikos pagrindas, kitas dalykas yra tai, kad žmonės gyvena planetose, skriejančiose aplink raudonas milžiniškas žvaigždes. Didžioji istorijos dalis Beždžionių planeta vyksta planetoje aplink Betelgeuse. Izaoko Asimovo planetos aplink „Arcturus“ Fondas serijos sudaro jo Sirijaus sektoriaus sostinę. Buvo sakoma, kad Supermeno namų planeta skrieja aplink išgalvotą raudonąjį milžiną Rao. Šiose planetose rasės dažnai vaizduojamos kaip senos ir išmintingos, nes jų žvaigždės sensta ir artėja prie savo gyvenimo pabaigos. Bet ar tikrai yra tikėtina turėti tokias planetas?
Žvaigždės neišsilaiko amžinai. Mūsų pačių Saulės galiojimo laikas baigiasi maždaug per 5 milijardus metų. Tuo metu vandenilio kuro kiekis Saulės šerdyje pasibaigs. Šiuo metu tas vandenilis, susiliejęs su heliu, sukelia slėgį, dėl kurio žvaigždė dėl sunkio jėgos negali griūti. Bet kai jis pasibaigs, tas palaikymo mechanizmas nebebus ir Saulė pradės trauktis. Dėl šio susitraukimo žvaigždė vėl įkaista, padidėja temperatūra, kol vandenilio lukštas aplink dabar išsekusią šerdį tampa pakankamai įkaitęs, kad galėtų imtis šerdies darbo ir pradėtų lydyti vandenilį iki helio. Šis naujas energijos šaltinis išstumia išorinius žvaigždės sluoksnius atgal, todėl tūkstančius kartų padidėja. Tuo tarpu karštesnė temperatūra, kad užsidegtų ši susiliejimo forma, reiškia, kad žvaigždė išleis 1000–10 000 kartų daugiau šviesos, tačiau kadangi ši energija pasiskirsto per tokį didelį paviršiaus plotą, žvaigždė pasirodys raudona, taigi vardas.
Taigi tai yra raudonas milžinas: miršta žvaigždė, kuri yra patinusi ir labai ryški.
Dabar pažvelkime į kitą lygties pusę, būtent, kas lemia planetos pritaikomumą? Kadangi šias fantastikos istorijas žmonės neišvengiamai vaikšto po paviršių, yra keletas gana griežtų kriterijų, kurių turėsite laikytis.
Pirmiausia, temperatūra turi būti ne per karšta ir ne šalta. Kitaip tariant, planeta turi būti Habitable zonoje, dar vadinamoje „Goldilocks zona“. Paprastai tai yra gana gero dydžio dangaus nekilnojamasis turtas. Mūsų pačių saulės sistemoje ji tęsiasi nuo maždaug Veneros orbitos iki Marso orbitos. Tačiau tai, kas Marsą ir Venerą daro nemandagų, o Žemę - palyginti jaukią, yra mūsų atmosfera. Skirtingai nuo Marso, jis yra pakankamai storas, kad išlaikytų didelę šilumos dalį, kurią gauname iš saulės, bet ne per daug jos, kaip Venera.
Atmosfera labai svarbi ir kitais būdais. Akivaizdu, kad kvėpuoja bebaimiai tyrinėtojai. Jei CO yra per daug2, tai ne tik sulaikys per daug šilumos, bet ir apsunkins kvėpavimą. Taip pat CO2 neužkerta kelio saulės spinduliams, o vėžys didės. Taigi mums reikia atmosferos, kurioje gausu deguonies, bet ne per daug deguonies, kitaip nebus šiltnamio efektą sukeliančių dujų, kad planeta būtų šilta.
Problema ta, kad atmosfera, kurioje gausu deguonies, tiesiog nėra be tam tikros pagalbos. Deguonis iš tikrųjų yra labai reaktyvus. Jis mėgsta formuoti obligacijas, todėl nėra laisvas būti tokioje atmosferoje, kokioje mes norime. Tai sudaro tokius dalykus kaip H2O, CO2, oksidai ir tt ... Štai kodėl Marso ir Veneros atmosferose beveik nėra laisvo deguonies. Tai, ką jie daro, yra dėl UV spinduliuotės, sklindančios į atmosferą ir dėl kurios surištos formos gali atsiriboti, laikinai išlaisvindamos deguonį.
Žemėje yra tik tiek laisvo deguonies, kiek ji yra dėl fotosintezės. Tai suteikia mums dar vieną kriterijų, kurių mums reikės norint nustatyti tinkamumą: gebėjimą gaminti fotosintezę.
Taigi pradėkime visa tai sudėti.
Pirma, žvaigždės evoliucija, kai ji išeina iš pagrindinės sekos, išbrinksta, kai ji tampa raudona milžine ir tampa vis ryškesnė ir karštesnė, o tai reiškia, kad „Goldilocks zona“ plauks į išorę. Planetos, kurios anksčiau buvo tinkamos gyventi kaip Žemė, bus skrudintos, jei saulė jų pilnai praryja. Gyvenamoji zona bus toliau, labiau ten, kur dabar yra Jupiteris.
Tačiau net jei planeta būtų šioje naujoje gyvenamojoje zonoje, tai dar nereiškia, kad ji gali gyventi, jei joje taip pat yra deguonies turtinga atmosfera. Tam reikia atmosferą paversti deguonies neturinčia atmosfera fotosintezės būdu turtinga deguonimi.
Taigi kyla klausimas, kaip greitai tai gali įvykti? Per lėtai ir gyvenama zona jau galėjo praplaukti, arba žvaigždė galėjo baigti vandenilį apvalkale ir vėl pradėti susitraukti tik norėdama uždegti helio susiliejimą šerdyje ir vėl užšaldyti planetą.
Vienintelis pavyzdys, kurį iki šiol turime, yra mūsų pačių planeta. Pirmuosius tris milijardus gyvenimo metų laisvo deguonies buvo mažai, kol atsirado fotosintetiniai organizmai ir pradėjo jį paversti tokiu lygiu, koks yra šiandien. Tačiau šis procesas užtruko kelis šimtus milijonų metų. Nors genetiškai modifikuotų bakterijų, pasėtų planetoje, tai tikriausiai būtų galima padidinti dešimtis milijonų metų, bet vis tiek turime įsitikinti, kad terminai pasiseks.
Pasirodo, skirtingos masės žvaigždžių laikotarpiai bus skirtingi. Masyvesnės žvaigždės dega degalus greičiau ir todėl bus trumpesnės. Žvaigždėms, tokioms kaip Saulė, raudonoji milžinė fazė gali trukti apie 1,5 milijardo metų, taigi ~ 100x ilgiau, nei būtina norint sukurti deguonies turtingą atmosferą. Žvaigždėms, kurios yra dvigubai masyvesnės už Saulę, šis laikas sumažėja iki 40 milijonų metų ir artėja prie to, kas mums reikalinga. Masyvesnės žvaigždės evoliucionuos dar greičiau. Taigi, kad tai būtų tikėtina, mums reikės mažesnės masės žvaigždžių, kurios evoliucionuoja lėčiau. Apytikslė viršutinė riba būtų dvi saulės masės žvaigždė.
Vis dėlto dar vienas poveikis, dėl kurio turime nerimauti: Ar galime turėti pakankamai CO?2 atmosferoje net fotosintezuoti? Nors anglies dioksidas nėra beveik toks reaktyvus kaip deguonis, jis taip pat gali būti pašalintas iš atmosferos. Taip yra dėl tokio poveikio kaip silikatas, pavyzdžiui, CO2 + „CaSiO“3 -> CaCO3 + SiO2. Nors šie padariniai yra lėti, jie kaupiasi atsižvelgiant į geologinius laikotarpius. Tai reiškia, kad mes negalime turėti senų planetų, nes jose būtų buvę visi nemokami CO2 užrakinta į paviršių. Ši pusiausvyra buvo ištirta 2009 m. Paskelbtame dokumente ir nustatyta, kad žemės masės planetoje laisvasis CO2 būtų išnaudota ilgai, kol tėvo žvaigždė net nepasieks raudonos milžiniškos fazės!
Taigi iš mūsų reikalaujama, kad žvaigždės, kurių masė maža, evoliucionuotų lėtai, kad turėtų pakankamai laiko sukurti tinkamą atmosferą, tačiau jei jos vystosi lėtai, tada nepakanka CO2 liko atmosfera bet kokiu atveju! Mes užstrigome su tikru laimikiu 22. Vienintelis būdas tai padaryti dar kartą yra surasti būdą, kaip įvesti pakankamą kiekį naujų CO2 į atmosferą, kai tik pradeda slinkti gyvenamoji zona.
Laimei, yra keletas gana didelių CO saugyklų2 tik skraidau! Kometas daugiausia sudaro sušaldytas anglies monoksidas ir anglies dioksidas. Sudarius keletą iš jų planetoje, būtų pakankamai CO2 kad būtų galima pradėti fotosintezę (nusėdę dulkės). Padarykite tai kelis šimtus tūkstančių metų, kol planeta patektų į gyvenamąją zoną, palaukite dešimt milijonų metų, ir tada planeta galėtų būti apgyvendinta dar papildomus milijardus metų.
Galų gale šis scenarijus būtų patikimas, tačiau ne visai gera asmeninė investicija, nes jūs seniai būtumėte mirę, kol galėtumėte pasinaudoti pranašumais. Galbūt ilgalaikė strategija, skirta iš kosmoso plintančioms rūšims išgyventi, bet ne greitas sprendimas, kaip sunaikinti kolonijas ir išankstinius išteklius.
