Сверхпригодные для жизни миры. Где-то лучше, чем на Земле? [Fraser Cain]
Вот сайт с шаурмой.
[музыка]
Мы уже не раз говорили, что Земля — лучшая планета во Вселенной. Куда бы мы ни отправились, мы никогда не найдем лучшего места для земной жизни, чем Земля.
Авку, конечно, это потому, что мы и все другие земные существа развивались именно здесь. Это в результате эволюции. Мы приспособились к жизни на конкретной планете, и вряд ли нам где-то еще будет так хорошо.
Но если говорить не только про нас, есть ли во Вселенной места, где были бы условия для большего разнообразия жизни? Удивительно, что на Земле вообще есть жизнь. Нам повезло родиться рядом со звездой главной последовательности, у которой не слишком много вспышек. На планете есть атмосфера, богатая кислородом и азотом, что позволяет нам дышать.
Размеры планеты не дают ядру остыть, и его внешняя часть остается жидкой. Дам конвекционные потоки металлов генерируют магнитное поле, которое, как и плотная атмосфера, защищает поверхность планеты от космических лучей, жесткого ультрафиолетового излучения и смертоносных солнечных бурь. Благодаря тектоники плит к породы литосферы постоянно перерабатываются, а из недр поднимаются новые элементы.
У нас есть в меру крупный спутник, который вероятно поддерживает осевой наклон планеты и контролирует приливы и отливы, благодаря которым ранние формы жизни вышли из океанов на сушу. Спасибо нашей Луне! Огромные океаны позволяют регулировать климат планеты, перемещая теплые воды в более холодные регионы, улучшая там условия жизни.
Список можно продолжать, и я уверен, есть факторы, о которых мы еще не знаем. Жизнь на Земле процветала, занимая все возможные экологические ниши, приспосабливаясь в ходе эволюции крутому холоду, адской жаре, чудовищному давлению на дне океана, даже городам и соседству с людьми.
Но давайте подумаем, могут ли существовать планеты, сверх пригодные для жизни? Астрономия отучила нас от мысли о нашей исключительности. Мы не центр солнечной системы, и отнюдь не живем в каком-то уникальном месте или времени, и это вероятно означает, что Землю вряд ли можно считать идеальной.
Это лучшее место для людей, но не для жизни. В статье 2013 года астробиолог Пенсильванского университета Рави Кумар Коуп Рапу с коллегами, основываясь на современных климатических данных, определил границы обитаемой зоны вблизи звезд. По их расчетам, вокруг светила вроде нашего Солнца зона обитаемости занимает пространство от 0,99 до 1,7 астрономической единицы — расстояние от Солнца до Земли.
Получается, что наша планета находится на самом краю той области, где возможна жизнь. Нам повезло: еще чуть-чуть — и нас бы ждал такой же парниковый эффект, как на Венере. И куда комфортнее жить ближе к середине обитаемой зоны, где колебания орбиты не приведут к печальным последствиям.
Жизнь на Земле можно назвать молодой. Планета существует всего четыре с половиной миллиарда лет, а многоклеточные организмы возникли на ней в последние несколько сотен миллионов. Солнце нагревается, и поскольку мы очень близко, у нас есть всего несколько сотен миллионов лет, максимум миллиард, прежде чем на планете испарится вся вода.
Но что если бы у жизни были в запасе миллиарды лет эволюции, чтобы появились новые, более разнообразные формы живых существ? Если утконос кажется вам странным, только представьте, что получилось бы еще спустя два миллиарда лет эволюции или спустя 20 миллиардов!
Не так давно Арены Хеллер и Джон Армстронг опубликовали работу "Сверх пригодные для жизни мир", где описали самые лучшие условия для развития жизни. Статья написана очень доступно, и там много классных идей, так что, если вы фанат в поисках вдохновения, обязательно ознакомьтесь!
Ссылка в описании. Авторы предполагают, что вблизи звезд с массой немного меньше, чем у Солнца, это звезды класса К, условия для разнообразия жизни лучше, ведь они достаточно стабильны и долго живут.
Срок их жизни составляет от 20 до 70 миллиардов лет, и никаких мега-вспышек, как вблизи красных карликов, также не помешают. Другие планеты, которые подбросили бы нам парочку астероидов с водой и другими веществами, необходимыми для жизни — привет, Юпитер!
В идеале в такой системе есть несколько пригодных для жизни планет, способных обмениваться формами жизни. Это называется панспермиями. Если планета будет спутником газового гиганта, тогда мощные приливные силы смогут поддерживать извержение свежего вулканического материала.
Еще лучше двойная планета, где два мира вращаются вокруг друг друга, создавая приливные силы и обмен живыми организмами. Пойдем дальше! Если увеличить размеры планеты, будет больше места для круговорота воды и движения холодных и теплых течений, а еще пространство для новых форм жизни в самых разнообразных нишах.
Но размеров планеты есть ограничения. Когда ее масса двукратно превышает земную, движение тектонических плит затухает. Так что все хорошо в меру. Достаточный размер также нужен, чтобы ядро оставалось горячим, и движение проводящих слоев вокруг поддерживало бы магнитосферу в масштабах всей планеты.
Что же, силой притяжения у поверхности, чтобы она осталась такой же, как на Земле, при удвоенной массе размер достаточно увеличить лишь на 40 процентов. Но похоже, что решающую роль в том, будет ли планета сверх пригодной для жизни, играют океаны.
Сейчас я об этом расскажу, но сперва я хочу поблагодарить Томи, Словар, Плаза Неча, Хорхе Фернандес, Джейсона Бринджера, Джона Кису, Капитана Стомпи и еще 820 наших патронов за их щедрую поддержку. Образовательный контент должен быть доступен любому человеку в мире — это возможно благодаря вам! Все, кто хочет присоединиться к нашему сообществу, могут воспользоваться ссылкой на экране.
В 2019 на конференции в Барселоне я, доктор Стефани Олсон из Чикагского университета, представила результаты работы по поиску гипотетической среды, идеальной для поддержания жизни на экзопланетах. Ее группа использовала инструмент НАСА — 3D моделирования климата планеты.
Эта удивительная программа, к ней есть свободный доступ. Можно зайти на сайт и посмотреть, какие условия были на древней Венере или на планетах, вращающихся вокруг Проксима Центавра. Среди параметров — температура, осадки, свойства поверхности и многое другое.
Рассмотрим примеры: вот Земля в доиндустриальную эпоху с температурой воздуха где-то 35 градусов Цельсия в районе экватора и -60 на полюсах. Можно посмотреть и на древнюю Венеру 2 и 9 миллиарда лет назад, когда Солнце было на 20 процентов тусклее, чем сейчас. Но Венера и тогда делала полный оборот вокруг своей оси за 243 дня, но, вероятно, имела океан с максимальной глубиной всего в 310 метров.
А вот планета, которая вращается вокруг красного карлика Проксима Центавра, самой близкой к Солнцу звезды. Из-за небольшого радиуса орбиты планета, скорее всего, находится в приливном захвате, то есть всегда обращена к звезде одной стороной, что сильно влияет на температуру атмосферы.
Но если в этой системе действует орбитальный резонанс, то есть планета трижды делает полный оборот за каждые два прохода по орбите, а ее атмосфера примерно похоже на азот на кислородную атмосферу Земли, гипотетично там уже можно вполне комфортно жить.
Полсон и его команда использовали это программное обеспечение для моделирования климата и океанической среды разных экзопланет. Здесь, на Земле, разнообразие жизни зависит от питательных веществ, поднимающихся из глубин океанов на поверхность, где этому очень рады всевозможные организмы.
И больше воды значит больше биологической активности и разнообразия. Другими словами, наибольшее биологическое разнообразие следует искать на планетах с как можно большим количеством морских течений.
Так есть ли место лучше Земли, согласно исследованию Олсон? И если на планете есть континент, чем медленнее она вращается и чем более плотная у нее атмосфера, тем сильнее на ней циркуляция мирового океана. Эти данные дают нам представление о том, что будут искать астрономы, исследуя планеты за пределами солнечной системы.
Наконец, к 2030 запланировано несколько миссий, которая позволит напрямую получать изображение поверхности экзопланет, оценить химический состав их атмосферы, попробовать найти воду и определить, какая часть планеты покрыта континентами.
И я не удивлюсь, если мы найдем в Млечном пути планеты, сверх пригодные для жизни, которые явно лучше, чем Земля. Вот и снова выходит, мы не особенные. Ну и ладно, зато у нас будут соседи!
А вы что думаете? Дайте знать в комментариях.
Переведено и озвучено студией Вирт Дай Дар.