Астрофизики из Университета штата Аризона (США) сделали новое открытие, которое говорит о том, что легкие, небольшие колебания в химическом составе самой звезды может вполне оказать огромное влияние на судьбу жизни на планетах, которые вращаются вокруг такой звезды.
Астрономы, чтобы определить потенциальную жизнь экзопланеты, решили сконцентрировать свое внимание на ее массе. К примеру, слишком тяжелая экзопланета будет лишена прочной поверхности и воды, а также — расстояния до звезды. Если планета, которая похожа на Землю, будет находиться в «зоне обитаемости», то сам процесс на ней можно сказать — будет запущен.
Через несколько миллиардов лет на Земле будет очень жарко из-за активации роста излучения Солнца. Тогда возникает вопрос, почему не будет холодно? Или этого не может быть?
Опубликованная исследовательская работа в августовском номере «Astrophysical Journal Letters» рассказывает о том, что даже небольшие колебания в составе химических элементов звезды могут создавать влияние на то, что на планете не будет наблюдаться зарождение жизни. Какие существуют причины этого? Современные исследования показывают то, что звезда, к примеру, та же звезда желтого карлика – Солнце, все время повышает уровень своего излучения на протяжении всего своего существования.
Приведем пример на нашем Солнце: четыре миллиарда лет назад его излучение было на 30% меньше. По оптимальным оценкам, через миллиард лет сила светимости Солнца возрастет до огромных величин, которые будут несовместимы с жизнью, которая находится в постоянном развитии и прорабатывает всевозможные климатические модели и устойчивость к увеличению солнечной активности на 6 %. Это показывает невыносимость переносимости жары на полюсах Земли. А сценарий гибели человечества из-за более активной светимости звезды уже несколько раз был обыгран в научно-фантастической литературе, поэтому более подробно на этом останавливаться не будем.
Складывается впечатление, что вымирание жизни на той или иной планете это неизбежно. Польский исследователь Мечислав Таубе сделал расчеты о том, что орбиту нашей планеты можно изменить, если на экваторе Земли построить 240 башен с реактивными двигателями, которые имеют высоту 20 километров и мощность 830 квадриллионов ватт каждый. На все это потребуется пятнадцать тысяч тонн термоядерного топлива (это намного больше, чем во всех океанах нашей планеты). А сам процесс миграции занимает около одного миллиарда лет. Это обозначает лишь то, что мы должны начинать этот процесс уже сейчас, а мы не готовы, ни энергетически, ни в плане организации, ни психологически. На нашей планете еще есть такие места, где реактивный лайнер перед началом полета орошают кровью жертвенных козлов, и как можно тут говорить о перемещении с орбиты.
Чтобы совершить такое реактивное движение нужно потратить около 8 % массы нашей планеты. Так что на фоне этого происходящего, межзвездные путешествия нужно начинать реализовывать, так как гибель нашей планеты в любом случае неизбежна. Но не стоит так рассуждать однотипно. Адъюнкт-профессор Патрик Янг, ведущий автор работы говорит, — «огромные доли кислорода, углерода, кремния, натрия и магния имеют большую важность. И нужно понимать, что чем больше всех этих составляющих частей, то тем медленнее происходит процесса роста светимости Солнца».
У жизни на нашей планете есть еще время на развитие. Имея такой уровень развития, человечество сможет организовать перемещение на другие планеты, которые имеют другие звезды. Сначала можно совершить перемещение человечества на другие спутники или планеты своей Солнечной системы, которые расположены дальше от Солнца.
Как бы существует масса времени для подготовки к таким значительным событиям. В данный момент опыт говорит уже о том, что спустя 3,5 миллиарда лет человечество теоретически не будет технически готово к таким грандиозным миграциям.
К примеру, первый многоклеточный организм, зародился приблизительно 650 миллионов лет назад – 2 миллиарда лет назад спустя после зарождения жизни. Поэтому на все это возможно потребуются миллиарды лет.
И чем больше имеется в составе звезды четырех элементов (углерод, кремний, натрий, магний), тем больше она охлаждается и тем меньше растет ее светимость, и это предоставляет возможности жизни на планете дополнительное время для того, чтобы перейти в разумную фазу.
Учеными была предпринята попытка сделать модели итогов развития сто сорока пяти звезд этой же категории, что и Солнце, для того, чтобы более подробно получить оценку вариаций в их составе влияния на продолжительность стандартной светимости звезды.
По итогам исследований, было понятно, что большую значимость имеет кислород.
Образовывая варианты звездного состава, кислород затрудняет термоядерные реакции в звезде, и для того, чтобы атом кислорода смог слиться с другим атомом, надо более высокая температура и давление, чем в случае слияния атомов гелия или водорода.
Планета земного типа, находясь на орбите в 1 астрономическую единицу от Солнца, может сохранить свою живую природу и жизнь при нормальном содержании кислорода в течении 6,2 миллиардов лет. Обитаемость в основном будет иметь отношение к полюсам, а не экваториальным зонам, в которых будет очень жарко.
При самом низком содержании кислорода, которое встречалось в природе, период жизни на такой орбите не будет превышать 3,5 миллиардов лет. Если придавать значение тем данным, которые существуют на данный момент в истории нашей жизни на планете, то наша жизнь просто бы не смогла преуспеть в развитии до межзвездных перелетов.
И самые богатые кислородом звезды дают планетам земного типа, на такой, как у нашей планеты, орбите 9 миллиардов лет обитаемости.
Какое мнение существует у наших скептиков??? Есть несколько видов контраргументов:
Первый: по теперешним данным сама плотность атмосферы молодой нашей планеты была такой же, как и сейчас, и самих парниковых газов было мало, для того чтобы компенсировать слабые солнечные излучения. И не было ледникового периода ни 2,5 миллиардов лет назад, ни 4 миллиардов лет назад. 2,4 миллардов лет назад было гуронское оледенение, оледенения происходили на нашей планете и позже, а вот до того, более двух миллиардов лет, следы не обнаружены. Другими словами, пока наше Солнце имело слабое свечение, оледенений не происходило, а когда Солнце стало светить ярче, то оледенение часто стало возникать в поясе умеренного климата. Карл Саган говорил о том, что эти данные не имеют совместимости с мнением о «молодом слабом Солнце».
Второй: есть наблюдения газообразных планет-гигантов, которые расположены на тесных орбитах вокруг желтых звезд, которые имеют возраст около 12-13 миллиардов лет. И если придерживаться гипотезы усиление светимости Солнца, то существование этих планет давно должно быть прекращено.
Третье: при крупной массе планеты («суперземля») эффект изменения светимости теоретически может в большой мере прекращено чисто планетарными эффектами, например, изменение оси прецессии, изменение альбедо, колебания содержания парниковых газов и т.д.
Потом повышение температуры на нашей планете до 60 градусов по Цельсию должно иметь сопровождение потребления углекислого газа живыми растениями, так что теорию о парниковом эффекте можно откинуть.
Четвертое (самое главное): совершенное большинство звезд Вселенной – это красные карлики класса «М». И этим ученым все равно на существование парадоксального слабого Солнца, и выдвигают теорию о том, что мы можем не недопонимать термоядерные процессы в глубинах желтых звезд. Время существования этих звезд может составлять, к примеру, около триллиона лет – это в сто раз больше чем есть на счету в истории Вселенной. И сами перемены в мощности светимости в течение триллиона лет будут минимальны.
Гипотеза о взаимной зависимости между насыщенным наполнением желтых звезд тяжелыми элементами и устойчивостью климата на экзопланетах обладает рациональным зерном.
Теоретически, совместно с теорией участка обитаемости астробиологи когда нибудь введут и термин «эпоха обитаемости».
Возможно, астробиологи со временем введут и понятие «эпоха обитаемости».