От всички места, които някога сме гледали във Вселената, само Земята ни е предоставила доказателства за съществуването на живот. Но защо? Защото животът е рядък и той изисква от нас всички условия, които имаме на Земята, за да бъдем поддържани? Или защото животът е повсеместен, но ние го намерихме тук, защото беше най-лесното място да го намерите?
Тъй като всичко на Земята е подредено така, както е, сме свикнали да вярваме, че ако имахме планета и звезда със същите свойства като Земята и Слънцето - със същата възраст, със същите орбитални разстояния, размери и маси, от същите материали, тогава бихме получили живот отново. Предполагаме също, че други комбинации са по-малко вероятни. Но всички наши предположения може да са грешни. Земята може да бъде толкова рядка, колкото животът.
През 2015 г. НАСА обяви откриването на Kepler-452b и го нарече „най-подобната на Земята екзопланета“, открита някога. Разбира се, тя имаше много прилики със Земята, а звездата й имаше много прилики със Слънцето:
- Неговата домашна звезда е много подобна на Слънцето по отношение на температура, маса и размер: тя е G2 звезда, с приблизително еднаква яркост и общ живот.
- Той се върти на почти същото разстояние и с приблизително същия период като нашата планета около Слънцето: 385 дни, вместо 365.
- Звездата, около която се върти, не е много по-развита от нашето Слънце: тя е с 1,5 милиарда години по-стара, което означава, че е с 20% по-енергично мощна и с 10% по-студена.
Промоционално видео:
- Самата планета не е много по-голяма от нашата Земя, а радиусът й е с 60% по-голям.
И въпреки че тези условия могат да ви се струват „подобни на земните“, откритият свят, разбира се, няма нищо общо със Земята.
В нашата Слънчева система разликата между Земята и Венера е малка: около 5% в радиус. За сравнение, разликата между Земята и Уран или Нептун е огромна: тези светове са четири пъти по-големи от Земята в радиус. Следователно, 60% повече може да не изглежда като преувеличение, но има голяма вероятност да намерим твърда планета с тънка атмосфера, която ще притежава свойствата на газов гигант: голяма обвивка от леки атмосферни газове. Всъщност има много тесен прозорец, който трябва да се счита за „земен“по отношение на размера на планетата и отклонение от повече от 10-20% от земния размер би било твърде голямо.
Въпреки това, има всички причини да се смята, че земните планети са доста често срещани. Последните резултати от телескопа Kepler показват, че има най-малко 17 милиарда планети с размер на Земята в диска на Млечния път и поне няколко процента от звездите ще имат поне един свят, подобен на Земята наблизо. Докато нашата крайна цел е, разбира се, да намерим свят с напреднал биологичен живот - за предпочитане свят с живот по време на камбрийската експлозия - нашите мисли винаги се връщат към близнака на Земята. Но такъв двойник, дори и да съществува, може да не е най-доброто място за гледане.
Нашето Слънце е звезда от G-клас на 4.6 милиарда години. Въпреки че смятаме, че е една от най-често срещаните, тя не е: нашата звезда е по-масивна от 95% от всички звезди. М джуджета, малки червени звезди, са най-разпространеният тип звезди във Вселената: три четвърти от всички звезди са М джуджета. Океаните на нашата планета ще кипят след милиард години, но М звездите ще изгарят при стабилна температура в продължение на десетки трилиони години.
"Кеплер" е открил много земни планети близо до тези М-звезди, които са били разположени на подходящи места за вода на повърхността им в течно състояние и чиято маса е била напълно подходяща за земно определение. И докато М звездите са по-склонни да излъчват пламъци и планетите трябва да са по-близо до тях, те също така осигуряват по-стабилна среда за своите планети, с по-малко ултравиолетово лъчение и повишена защита от насилствените прояви на междупланетарното и междузвездното пространство. Силите на приливите и отливите от техните звезди също са по-силни, а съкратените им орбитални периоди им осигуряват лесен начин за генериране на голямо магнитно поле, вероятно предпазващо от пламъци.
Тези системи са доста често срещани, но земните системи близнаци не са. От какво се нуждаем за истински "двойник"? На първо място ни трябва звезда като Слънцето. Това означава, че звездата трябва да бъде не само от същия температурен и спектрален тип, но и приблизително на една и съща възраст. Необходимо е време животът да се развие и да се развие в нещо интересно, което означава, че се нуждаем от звездна система, която е на много милиарди години. Но не можем да чакаме твърде дълго, тъй като с напредване на звездите регионът на ядрото, което свързва водорода с хелия, расте и изходната мощност се увеличава (а с него яркостта и температурата). В крайна сметка планетите (като Земята), които някога са били обитаеми, ще станат твърде горещи, вряща вода и ще попречат на живота да се развива.
Да кажем, че имаме прозорец от 1-2 милиарда години, което е около 10% от живота на звезда. В нашата галактика има около 200-400 милиарда звезди, а около 7,6% от тях са звезди от клас G, като нашето Слънце. Въпреки факта, че нашето Слънце е по-точно класифицирано като G2V звезда, все пак следва, че около 10% от всички звезди от G-клас ще бъдат от същия тип като нашето Слънце. На върха има 400 милиарда звезди, 7,6% от които са клас G, 10% от които са от същия подклас като Слънцето, 10% от които са подходящата възраст за интересен живот. Това са 300 милиона звезди. Но дори и тогава не всички от тях ще имат достатъчно тежки елементи, за да създадат земния свят.
По-горе можете да видите спектъра на Слънцето. С други думи, линиите, които виждате, представляват голямо разнообразие от атоми и техните връзки. На Слънцето има много от тях и те имат много специфични отношения. Индикаторът, който не е водород или хелий, но синтезира материали на Слънцето, астрономите наричат металичност. Ако искаме земна планета, имаме нужда от звезди със слънчеви металики. Не е толкова лошо; до 25% от звездите, които са се образували едновременно с нашето Слънце, са били междинни звезди от население I и много от тях (може би около 15%) имат същата металичност като нашето Слънце.
Оказва се, че в нашата галактика има 11 милиона звезди като нашата, със същия индекс на тежки елементи. Колко от тези 11 милиона слънчеви „близнаци“имат земни близнаци в обитаемите си зони?
Трябва да образуваме солидна планета с подходящ размер, с достатъчно елементи, точното количество вода и на правилното място, за да се считаме за близнак на Земята. Всички тези проблеми са взаимосвързани. Човек би си помислил, че ако централната звезда има правилното елементарно изобилие, тогава получените планети трябва да имат същите съотношения плътност към радиус като в нашата Слънчева система. Но ако вашата планета има 20% повече радиус от Земята, вие със сигурност ще получите обвивка от леки газове - водород и хелий - които ще приютят вашата планета, дори и да сте във вътрешната част на Слънчевата система.
Един свят, който е с 60% по-голям от Земята, ще бъде пет пъти по-голям от неговата маса, което е твърде много, за да бъде твърда планета с тънка атмосфера. Ако преминем отново през всички оценки, получаваме от четиридесет до сто хиляди земни планети с орбити от земния тип около звездите от слънчевия тип. С 400 милиарда звезди шансовете са изключително малки.
И не забравяйте, че истинската цел на намирането на такива планети е да намерите светове, които могат да подкрепят живота, подобен на Земята. И ако това е целта, не търсете "двойника" на Земята; по-добре е да потърсите по-малки планети в близост до звезди от М-клас. По-добре да търсите земни светове в потенциално обитаеми зони в близост до звезди. Ще има много повече опции.
ИЛЯ КХЕЛ