Nežemiškos gyvybės paieškos už Saulės sistemos ribų šiuo metu yra sutelktos į ekstrasoliarias planetas egzoplanetinių sistemų „gyvenamosiose zonose“ aplink žvaigždes, panašias į Saulę. NASA Keplerio misijos pagrindinis tikslas yra surasti į Žemę panašias planetas aplink kitas žvaigždes.
Gyvenamoji zona (HZ) aplink žvaigždę yra apibrėžiama kaip atstumų diapazonas, per kurį, esant pakankamai tankioms atmosferoms, sausumos planetos paviršiuje galėtų būti skystas vanduo. Antžeminės planetos paprastai apibrėžiamos kaip akmenuotos ir savo dydžiu bei mase panašios į Žemę. Čia pavaizduotos gyvenamosios zonos aplink skirtingo skersmens, ryškumo ir temperatūros žvaigždes. Raudonasis regionas yra per karštas, mėlynasis yra per šaltas, tačiau žaliasis regionas yra tinkamas tik skystam vandeniui. Kadangi tai galima apibūdinti tokiu būdu, HZ taip pat vadinamas „Goldilocks zona“.
Paprastai mes manome, kad planetos aplink kitas žvaigždes yra panašios į mūsų Saulės sistemą, kur planetų likutis skrieja aplink vieną žvaigždę. Nors teoriškai tai įmanoma, mokslininkai diskutavo, ar kada nors planetos bus rastos aplink žvaigždžių poras ar kelias žvaigždžių sistemas. Tada, 2011 m. Rugsėjo mėn., NASA misijos „Kepler“ tyrėjai paskelbė atradę Kepler-16b - šaltą, dujinę, Saturno dydžio planetą, kuri skrieja aplink žvaigždžių porą, kaip ir „Žvaigždžių karų“ išgalvotasis Tatooinas.
Šią savaitę turėjau galimybę apklausti vieną iš jaunų ginklų, studijuojančių egzoplanetas, Billy Quarles. Pirmadienį Billy ir jo bendraautoriai, profesorius Zdzislawas Musielak ir docentas Manfredas Cuntzas, AAS susitikime Austine, Teksase, pristatė savo išvadas dėl žemės panašių planetų galimybės Kepler 16 gyvenamosiose zonose ir kitose aplinkinėse žvaigždžių sistemose. .
„Norėdami apibrėžti gyvenamąją zoną, mes apskaičiuojame srauto kiekį, kuris patenka į objektą tam tikru atstumu“, - paaiškino Billy. „Mes taip pat atsižvelgėme į tai, kad skirtingos planetos su skirtinga atmosfera skirtingai sulaikys šilumą. Planetos, turinčios tikrai silpną šiltnamio efektą, gali būti arčiau žvaigždžių. Planetai, kuriai būdingas daug stipresnis šiltnamio efektas, gyvenamoji zona bus toliau.
„Mūsų tyrime mes turime planetą, skriejančią aplink dvi žvaigždes. Viena iš žvaigždžių yra daug ryškesnė už kitą. Tiek ryškiau, kad visiškai nepaisėme srauto, sklindančio iš mažesnės silpnesnės kompaniono žvaigždės. Taigi mūsų gyvenamosios zonos apibrėžimas šiuo atveju yra konservatyvus įvertinimas “.
Quarlesas ir jo kolegos atliko išsamius skaitmeninius tyrimus apie ilgalaikį planetų orbitų stabilumą Kepler 16 HZ. „Planetos orbitos stabilumas priklauso nuo atstumo nuo dvejetainių žvaigždžių“, - teigė Quarles. "Kuo toliau, tuo stabilesni jie paprastai yra, nes antrinė žvaigždė mažiau trikdo."
Kepler 16 sistemoje planetų orbita aplink pirminę žvaigždę yra stabili tik iki 0,0675 AU (astronominiai vienetai). „Tai yra vidinėje gyvenamosios vietos riboje, kur perimamas bėgantis šiltnamio efektas“, - aiškino Billy. Visa tai paneigia apgyvendinimo planetų galimybę artimoje orbitoje aplink pirminę poros žvaigždę. Jie sužinojo, kad orbitos, esančios tolimesnėje „Goldilocks“ zonoje, aplink Kepler 16 mažos masės žvaigždžių porą, yra stabilios milijonų metų ar ilgesnėje skalėje, suteikdamos galimybę, kad gyvybė galėtų vystytis toje HZ esančioje planetoje.
Maždaug 65 milijonų mylių atstumu nuo žvaigždžių esanti Kepler 16b orbita yra šios gyvenamosios zonos išoriniame krašte. Būdamas dujų milžinas, 16b nėra tinkama gyventi sausumos planeta. Tačiau į Žemę panašus mėnulis, a Goldilocks mėnulis, orbita aplink šią planetą galėtų išlaikyti gyvybę, jei ji būtų pakankamai masyvi, kad išlaikytų į Žemę panašią atmosferą. „Mes nustatėme, kad orbitoje aplink Kepler-16b yra įmanoma gyventi egzomooną“, - teigė Quarlesas.
Aš paklausiau Quarles, kaip žvaigždžių evoliucija veikia šias „Goldilocks“ zonas. Jis man pasakė: „Per visą sistemos gyvavimo laiką reikia atsižvelgti į daugelį dalykų. Vienas iš jų yra tai, kaip laikui bėgant žvaigždė vystosi. Daugeliu atvejų apgyvendinama zona prasideda iš arti, o po to lėtai išstumia. “
Žvaigždės pagrindinės sekos metu branduolinis vandenilio deginimas kaupia helį jo šerdyje, todėl padidėja slėgis ir temperatūra. Tai greičiau įvyksta žvaigždėse, kurios yra masyvesnės ir mažesnio metališkumo. Šie pokyčiai veikia išorinius žvaigždės regionus, o tai nuosekliai didina šviesumą ir efektyvią temperatūrą. Žvaigždė tampa šviesesnė, todėl HZ juda į išorę. Dėl šio judėjimo žvaigždės pagrindinės sekos gyvenimo pradžioje planeta HZ gali tapti per karšta, o galiausiai - negyventa. Panašiai ir netinkama planeta, esanti už HZ ribų, gali atitirpti ir leisti pradėti gyvenimą.
„Savo tyrime mes nekreipėme dėmesio į žvaigždžių evoliucijos dalį“, - sakė pagrindinis autorius Quarles. „Milijoną metų mes eksploatavome savo modelius, norėdami pamatyti, kurioje zonoje gyvenama ta žvaigždės gyvenimo ciklo dalis.“
Būti tinkamu atstumu nuo žvaigždės yra tik viena iš būtinų sąlygų, kad planeta galėtų gyventi. Gyvenamosios planetos sąlygos reikalauja įvairių geofizikinių ir geocheminių sąlygų. Gyvenamumą gali užkirsti kelią arba sutrukdyti daug veiksnių. Pvz., Planetoje gali trūkti vandens, gravitacija gali būti per silpna, kad išlaikytų tankią atmosferą, didelių padarinių gali būti per daug, arba gali nebūti minimalių būtinų gyvenimo sudedamųjų dalių (vis dar svarstomų).
Viena aišku. Net ir laikantis visų gyvenimo reikalavimų, kuriuos mes žinome, aplink kitas žvaigždes yra daugybė planetų, ir labai tikėtina, „Goldilocks“ mėnuliai aplink planetą, besisukančią aplink mūsų galaktikos žvaigždžių gyvenamąsias zonas, gyvybės signalo aptikimas planetos ar mėnulio atmosferoje aplink kitą Saulę atrodo tik laiko klausimas.
