Vaizdo kreditas: NASA
Mes pasmerkti. Vieną dieną Žemė bus deginamasis pelekas, skriejantis aplink išsipūtusią raudoną žvaigždę.
Tai yra didžiausias bet kurios planetos, gyvenančios netoli tokios pagrindinės sekos žvaigždės kaip mūsų saulė, likimas. Pagrindinės sekos žvaigždės veikia vandeniliu, o kai šis kuras pasibaigia, jos pereina į helį ir tampa raudonu milžinu. Nors saulės perėjimas į raudoną milžiną yra liūdna žinia Žemei, ledinės planetos atokiausiuose mūsų Saulės sistemos regionuose pirmą kartą lepinsis saulės šiluma.
Saulė per savo gyvenimą lėtai, bet stabiliai auganti ir šiltesnė. Kai saulė taps raudona milžine per maždaug 4 milijardus metų, mums pažįstama geltona saulė taps ryškiai raudona, nes ji daugiausia skleidžia žemo dažnio infraraudonosios ir matomos raudonos šviesos energiją. Jis augs tūkstančius kartų ryškesnis, tačiau jo temperatūra bus vėsesnė, o jo atmosfera plėsis, lėtai apimdama Merkurijų, Venerą ir galbūt net Žemę.
Prognozuojama, kad saulės atmosfera pasieks 1 AU Žemės orbitą, tačiau raudonieji milžinai linkę prarasti didelę masę, o ši išsiųstų dujų banga galėjo išstumti Žemę tiesiog už diapazono. Nepaisant to, ar žemė yra sunaikinta, ar tik sugiedota, visas gyvenimas Žemėje bus užmirštas.
Vis dėlto sąlygos, kurios įgalina gyvenimą, gali atsirasti kitur Saulės sistemoje, rašoma žurnale „Astrobiology“ paskelbtame dokumente, kurį paskelbė S. Alanas Sternas, Pietvakarių tyrimų instituto kosminių tyrimų departamento Boulder mieste, Kolorado saloje. Jis sako, kad planetos, esančios nuo 10 iki 50 AS, bus raudonojo milžino saulės gyvenamojoje zonoje. Saulės sistemos gyvenamoji zona yra regionas, kuriame vanduo gali likti skystas.
Gyvenamoji zona pamažu pasislinks per 10–50 AS regioną, kai saulė šviesėja ir šviesėja, skleidžiasi raudonos milžiniškos fazės metu. Saturnas, Uranas, Neptūnas ir Plutonas, kaip ir jų apledėję mėnuliai bei Kuiperio juostos objektai, yra nuo 10 iki 50 AU. Tačiau ne visi šie pasauliai turės vienodas galimybes gyvenime.
Dujinių planetų Saturno, Neptūno ir Urano apgyvendinimo perspektyvas gali ne tiek paveikti raudonojo milžino perėjimas. Astronomai atrado dujines planetas, skriejančias labai arti savo motininės žvaigždės kitose saulės sistemose, ir šie „karštieji Jupiteriai“, atrodo, sulaiko dujinę atmosferą, nepaisant artimo intensyviajai radiacijai. Gyvenimas, kokį mes žinome, greičiausiai neatsiras dujinėse planetose.
Sternas mano, kad geriausios šansai gyvenime bus Neptūno mėnuliui Tritonui, Plutonui ir jo mėnulio charonui bei Kuiperio juostos objektams. Šiuose kūnuose gausu organinių chemikalų, o raudonos milžiniškos saulės karštis jų ledinį paviršių ištirpdys vandenynuose.
„Kai saulė yra raudonas milžinas, mūsų saulės sistemos ledo pasauliai ištirps ir taps vandenynų oazėmis nuo dešimties iki kelių šimtų milijonų metų“, - sako Sternas. Tuomet mūsų saulės sistemoje bus ne vienas pasaulis su paviršiniais vandenynais, kaip tai daroma dabar, bet šimtai visų milžiniškų planetų apledėjusių mėnulių, o ledinės Nykštukinės Kuiperio juostos planetos taip pat padengs vandenynus. Kadangi Plutono temperatūra nebus labai skirtinga, nei dabar yra Majamio paplūdimyje, aš mėgstu šiuos pasaulius vadinti „šiltais Plutosais“, panašiai kaip daugybė karštų Jupiterių, kurie pastaraisiais metais buvo apkeliavę į saulę panašias žvaigždes “.
Saulės įtaka nėra visa istorija, tačiau planetinio kūno savybės yra labai svarbios nustatant apgyvendinamumą. Tokios savybės yra vidinis planetos aktyvumas, atspindimumas arba planetos „albedo“, atmosferos storis ir sudėtis. Net jei planetoje yra visi elementai, palankūs apgyvendinimui, gyvybė nebūtinai atsiras.
„Mes nežinome, ko reikia norint pradėti gyvenimą“, - sako Don Brownlee, Sietlo Vašingtono universiteto astronomas ir knygos „Žemės planetos gyvenimas ir mirtis“ bendraautorius. Brownlee sako, kad jei viskas, ko reikia šiltame, drėgname interjere ir organinėse medžiagose, tada Plutonas, Tritonas ir Kuiperio juostos objektai gali užvaldyti gyvenimą.
„Tačiau, atsargiai tariant, asteroidų, iš kurių susidarė angliarūgštės chondrito meteoritai, vidus buvo šiltas ir drėgnas per milijonus metų ankstyvojoje Saulės sistemos istorijoje“, - sako Brownlee. „Šiuose kūnuose gausu vandens ir organinių medžiagų, tačiau nėra įtikinamų įrodymų, kad bet kuriame asteroidiniame meteorite kada nors būtų buvę gyvų daiktų“.
Planetinio kūno orbita taip pat paveiks jo gyvenimo galimybes. Pvz., Plutonas neturi tokios gražios, įprastos orbitos kaip Žemė. Plutono orbita yra palyginti ekscentriška, kintanti atstumu nuo saulės. Nuo 1979 m. Sausio mėn. Iki 1999 m. Vasario mėn. Plutonas buvo arčiau saulės nei Neptūnas ir per šimtą metų jis bus beveik dvigubai tolimesnis nei Neptūnas. Dėl tokio tipo orbitos Plutonas patirs ekstremalų šildymą pakaitomis su ekstremaliu aušinimu.
Tritono orbita taip pat yra savotiška. Tritonas yra vienintelis didelis mėnulis, skriejantis atgal arba „atgal“. „Triton“ gali turėti šią neįprastą orbitą, nes ji susiformavo kaip Kuiperio juostos objektas ir tada buvo užfiksuota Neptūno sunkio jėgos. Tai nestabilus sąjunga, nes retrogradinė orbita sukuria potvynio sąveiką su Neptūnu. Mokslininkai prognozuoja, kad kada nors Tritonas arba suduš į Neptūną, arba suskaidys į mažus gabalėlius ir suformuos žiedą aplink planetą.
„Tritono orbitos potvynio arimo laikas yra neaiškus, todėl jis gali būti šalia arba jau sudužo, kai saulė taps raudona milžine“, - sako Sternas. „Jei Tritonas yra šalia, greičiausiai jis atrodys panašus į ekologišką turtingą vandenynų pasaulį kaip Plutonas“.
Saulė degs kaip raudonas milžinas maždaug 250 milijonų metų, bet ar tai yra pakankamai laiko, kad gyvenimas galėtų įsitvirtinti? Per didžiąją raudonojo milžino gyvenimo laiką saulė bus tik 30 kartų ryškesnė nei dabartinė. Raudonos milžiniškos fazės pabaigoje saulė taps daugiau nei 1000 kartų šviesesnė ir retkarčiais išleis energijos impulsus, kurių dabartinis ryškumas bus 6000 kartų didesnis. Tačiau šis intensyvaus ryškumo laikotarpis truks keletą milijonų metų arba daugiausia dešimtis milijonų metų.
Ryškiausių raudonojo milžino fazių trumpumas leidžia Brownlee teigti, kad Plutonas nelaiko daug žadančių gyvenimo. Dėl Plutono vidutinės 40 AU orbitos Saulė turėtų būti 1 600 kartų šviesesnė, kad Plutonas gautų tą pačią saulės radiaciją, kurią šiuo metu gauname Žemėje.
„Saulė pasieks šį ryškumą, tačiau tik labai trumpą laiką - tik po maždaug milijono metų“, - sako Brownlee. „Mūsų požiūriu, Plutono paviršius ir atmosfera bus„ patobulinti “, tačiau jis nebus puiki vieta reikšmingą laiko tarpą“.
Po raudonos milžiniškos fazės saulė taps silpnesnė ir traukiasi iki Žemės dydžio, tapdama balta nykštukė. Tolimos planetos, kurios rėmėsi raudonojo milžino šviesoje, vėl taps užšalusiais ledo pasauliais.
Taigi, jei gyvenimas pasirodys raudonojoje milžiniškoje sistemoje, jį reikės greitai pradėti. Manoma, kad gyvybė Žemėje atsirado prieš 3,8 milijardus metų, praėjus maždaug 800 milijonų metų po mūsų planetos gimimo. Bet tai tikriausiai todėl, kad vidinėje Saulės sistemoje esančios planetos patyrė 800 milijonų metų sunkų asteroidų sprogdinimą. Net jei gyvenimas būtų prasidėjęs iš karto, asteroidų lietus sunaikino Žemę nuo šios gyvybės.
Brownlee sako, kad išorinėms planetoms gali prasidėti nauja bombardavimo era, nes raudona milžiniška saulė gali sutrikdyti daugybę kometų Kuiperio juostoje.
„Kai raudona milžiniška saulė yra 1000 kartų šviesesnė, ji praranda beveik pusę savo masės kosmose“, - sako Brownlee. „Dėl šios priežasties orbitoje esantys kūnai juda į išorę. Dujų nuostoliai ir kiti padariniai gali destabilizuoti Kuiperio juostą ir sukurti dar vieną įdomų sprogdinimo periodą. “
Bet Sternas sako, kad raudonos milžiniškos saulės pritaikytos planetos nebus bombarduojamos taip dažnai, kaip buvo ankstyvojoje Žemėje, nes senovės asteroidų diržas turėjo daug daugiau medžiagų, nei šiandien yra Kuiperio juosta.
Be to, išorinės planetos nepatirs tokio paties ultravioletinio (UV) lygio, kokį turėjo patirti Žemė, nes raudonųjų milžinų UV spinduliuotė yra labai maža. Didesnio intensyvumo pagrindinės sekos žvaigždė gali pakenkti subtiliams baltymams ir RNR sruogoms, reikalingoms gyvybės kilmei. Gyvybė Žemėje galėjo kilti tik po vandeniu, gelmėse, apsaugotose nuo šio šviesos intensyvumo. Todėl gyvybė Žemėje neatsiejamai susijusi su skystu vandeniu. Bet kas žino, kokia gali būti gyvybė planetose, kurioms nereikia skydo nuo UV spindulių?
Sternas mano, kad šiandien turėtume ieškoti gyvybės įrodymų Plutoną primenančiuose pasauliuose, kurie rutuliojasi aplink raudonus milžinus. Šiuo metu žinome apie 100 milijonų Saulės tipo žvaigždžių Paukščių Tako galaktikoje, kurios dega kaip raudoni milžinai, o Sternas sako, kad visose šiose sistemose galėjo būti gyvenamųjų planetų, kurių plotas yra nuo 10 iki 50 AU. „Tai būtų geras laiko išbandymas, reikalingas norint sukurti gyvenimą šiltame, vandens turinčiame pasaulyje“, - sako jis.
„Idėja, kad tolimi organai, kuriuose gausu organinių medžiagų, būtų iškepta iš raudonos milžiniškos žvaigždės, yra intriguojanti ir galėtų būti labai įdomi, jei tai trumpalaikės buveinės visam gyvenimui“, - priduria Brownlee. „Bet aš džiaugiuosi, kad mūsų saulei liko daug laiko.“
Kas toliau
Nors daugelis to, ką mes žinome apie išorinę Saulės sistemą, yra pagrįsti tolimais matavimais, padarytais iš Žemės teleskopų, 2004 m. Sausio 2 d. Mokslininkai iš arti apžiūrėjo Kuiperio juostos objektą. Erdvėlaivis „Stardust“ praplaukė per 136 kilometrus nuo kometos „Wild2“ - milžiniško sniego rutulio, praleidusio didžiąją dalį savo 4,6 milijardo metų gyvenimo orbitoje Kuiperio juostoje. „Wild2“ dabar skrieja daugiausia Jupiterio orbitoje. Brownlee, kuris yra pagrindinis „Stardust“ misijos tyrėjas, sako, kad „Stardust“ vaizdai rodo fantastiškas kūno paviršiaus detales, suformuotas tiek senovės, tiek nesenos istorijos dėka. Stardust vaizdai rodo dujų ir dulkių purkštuvus, šaunančius iš kometos, nes „Wild2“ greitai suyra vidinėje saulės sistemoje esant stipriam saulės karščiui.
Norėdami sužinoti daugiau apie išorinę saulės sistemą, turėsime išsiųsti ten erdvėlaivį ištirti. 2001 m. NASA būtent tokiam tikslui pasirinko „New Horizons“ misiją.
Sternas, kuris yra pagrindinis „New Horizons“ misijos tyrėjas, praneša, kad erdvėlaivių surinkimą planuojama pradėti šią vasarą. Erdvėlaivis turėtų būti paleistas 2006 m. Sausio mėn., O į Plutoną atvyks 2015 m. Vasarą.
„New Horizons“ misija leis mokslininkams išstudijuoti Plutono ir Charono geologiją, nubraižyti jų paviršius ir įvertinti jų temperatūrą. Plutono atmosfera taip pat bus išsamiai ištirta. Be to, erdvėlaivis aplankys apledėjusį kūną Kuiperio juostoje, kad atliktų panašius matavimus.
Originalus šaltinis: žurnalas „Astrobiology“
