В прошлом я много раз говорил, что Земля - лучшая планета во Вселенной. Эволюция приспособила нас к этой планете, и маловероятно, что мы когда-либо сможем найти другую планету, столь полезную для нас.
Тем не менее, это лучшая планета? Есть ли места во Вселенной, где могут быть условия для большего разнообразия жизни?
Тот факт, что у нас вообще есть жизнь на Земле, удивителен. Мы находимся в обитаемой зоне звезды главной последовательности, которая не производит слишком много солнечных вспышек.
У нас плотная атмосфера, заполненная кислородом и азотом, и мы можем дышать. Планета достаточно велика, чтобы по-прежнему расплавляться в своем ядре с вращающимся железным шаром, который поддерживает планетарное магнитное поле. Это в сочетании с плотной атмосферой защищает поверхность планеты от космических лучей, наихудшего от ультрафиолетового излучения Солнца и смертоносных солнечных штормов.
У нас есть плиты тектоники, которые постоянно перерабатывают материал на поверхности планеты, выводят свежие химические вещества из ее внутреннего пространства.
У нас относительно большая луна, которая, вероятно, сохраняет нашу планету более устойчивой в ее осевом наклоне, с приливами, которые помогли ранним жизненным формам перейти от океанов к земле. Но не слишком большая луна.
У нас есть огромные океаны, которые помогают регулировать климат планеты, перемещая теплые воды в более холодные регионы, чтобы сделать их более разнообразными и пригодными для жилья.
Этот список можно продолжить, и я уверен, что есть факторы, которые мы еще даже не обнаружили.
И когда дело доходит до Земли, жизнь процветает, находя свой путь в каждую возможную экологическую нишу, приспосабливаясь к эволюции, чтобы справиться с сильным холодом, сильной жарой, интенсивным давлением на дне океанов, даже в городах, живущих рядом с человеком. существа.
Но может ли Земля быть лучше? Могут ли быть планеты, которые являются супер обитаемыми?
Если есть что-то, чему нас научила астрономия, так это то, что мы не особенные. Мы не центр Солнечной системы. Это не особое место или время во Вселенной. И это, вероятно, означает, что Земля не лучшее место для жизни. Это лучшее место для людей, но не для жизни.
Согласно документу, опубликованному в 2013 году, астробиолог из Пенсильвании Рави Кумар Коппарапу и другие вычислили, где должны быть границы жилой зоны звезды, основываясь на современных климатических данных. Они подсчитали, что обитаемая зона вокруг солнечной звезды должна быть в 0.99-1.7 раза больше расстояния от Земли до Солнца.
Это означает, что Земля фактически находится прямо на внутренней границе обитаемой зоны Солнца. Мол, просто еле. Если бы оно было ближе к Солнцу, мы бы испытали убегающий парниковый эффект, такой как Венера.
Вы, вероятно, хотите быть ближе к середине обитаемой зоны, где орбитальные колебания не приведут вашу планету в крайности.
Земля относительно молода. Принимая во внимание тот факт, что планета существует всего 4,5 миллиарда лет, и только выяснила, многоклеточная жизнь за последние несколько сотен миллионов лет.
Солнце нагревается, и, поскольку мы так близко, у нас на самом деле есть всего несколько сотен миллионов лет, максимум миллиард лет до того, как температура поднимется и океаны испарится. Но что, если бы жизнь могла получить миллиарды лет эволюции для разработки новых, более разнообразных форм жизни?
Вы думаете, что утконос - это необычно, просто представьте, что вы получите с помощью 2 миллиардов лет эволюции. Или 20 млрд.
В газете 2016 года под названием «Сверхзабитые миры» Рене Хеллер и Джон Армстронг исследуют условия, которые могут сделать планету максимально пригодной для жизни. Это очень читаемая статья с множеством интересных идей. Если вы писатель-фантаст, ищущий идеи для создания мира, обязательно посмотрите. Я добавлю ссылку в заметках шоу.
Они предполагают, что звезды с меньшей массой, чем у Солнца, классифицируемые как K-звезды, являются, вероятно, лучшими кандидатами на разнообразие, поскольку они долговечны и относительно стабильны. Звезда K-типа будет иметь продолжительность жизни 20-70 миллиардов лет без этих надоедливых мегафларов красного карлика.
Вы хотели бы, чтобы другие планеты в звездной системе могли перенаправлять астероиды и кометы с их силой тяжести, чтобы доставлять воду и другие химические вещества, необходимые для жизни. Спасибо за это, Юпитер.
И в идеале вам нужно несколько обитаемых планет в одной системе, способных отправлять жизнь туда-сюда. Процесс, известный как панспермия.
Сделайте свою обитаемую планету луной газового гиганта, чтобы получить мощные приливные силы, которые будут удерживать на поверхности свежий вулканический материал.
Еще лучше иметь двойную планету, где два мира вращаются вокруг друг друга, доставляя приливные силы и обмениваясь жизненными формами взад и вперед.
И мы только начинаем!
Сделайте планету больше, и вы получите большую площадь поверхности для воды для циркуляции температуры (подробнее об этом в секунду), а также большую площадь поверхности для форм жизни, чтобы использовать различные ниши.
Итак, мы говорим о большей, более массивной планете. Как только вы получите примерно вдвое большую массу Земли, тектоника плит начнет отключаться, поэтому постарайтесь не превышать это количество.
Вам также нужен мир, достаточно большой и достаточно горячий для того, чтобы движение железных сплавов в его ядре поддерживало магнитосферу всей планеты.
Вы, вероятно, беспокоитесь о поверхностной гравитации, но планета с удвоенной массой Земли должна быть примерно на 40% больше, чтобы иметь примерно такую же поверхностную гравитацию.
На недавней конференции в Барселоне доктор Стефани Олсон из Чикагского университета представила работу, которую они проделали в поиске среды, которая наилучшим образом поддержит жизнь на экзопланетах.
Они использовали инструмент НАСА под названием модель общей циркуляции ROCKE-3D. Это действительно удивительный инструмент, который свободно доступен для общественности. Вы можете зайти на сайт и посмотреть, какие будут условия в разных мирах, от древней Венеры до планет, вращающихся вокруг Проксимы Центавра.
Вы можете моделировать их температуру воздуха, количество осадков, концентрацию почвы и многое другое.
Позвольте мне показать вам несколько примеров. Это доиндустриальная Земля с температурой воздуха около 35 С вблизи экватора и ниже -60 С на полюсах.
Но вы можете заменить Землю древней Венерой, как планета выглядела 2,9 миллиарда лет назад, когда Солнце было на 20% тусклее, чем сегодня. Однако он все еще вращался один раз каждые 243 дня и, вероятно, имел мелкий океан, который достигал глубины 310 метров через его низменности.
И вот планета, вращающаяся вокруг звезды красного карлика Проксима Центавра, ближайшая к Солнцу. Поскольку она вращается так близко к своей звезде, планета, вероятно, заблокирована на прицеле. Это оказывает существенное влияние на температуру воздуха: одна сторона обращена к звезде, а другая - к противоположной.
Но если у планеты действительно есть резонансное вращение, где она вращается три раза вокруг своей оси на каждые 2 орбиты, и если у нее есть атмосфера, которая приблизительно соответствует атмосфере азота и кислорода Земли, то вы в конечном итоге получите мир, который выглядит гораздо более комфортно жить дальше.
Олсон и ее команда использовали это программное обеспечение для моделирования климатических и океанских сред обитания различных видов экзопланет. Здесь, на Земле, разнообразие жизни зависит от того, как материал поднимается из глубин океанов, возвращая его на поверхность, где жизнь может его использовать.
Больше апвеллинга означает больше биологической активности, больше разнообразия.
Другими словами, чтобы найти планеты с наибольшим разнообразием жизни, вы хотите найти миры, которые имеют сильную циркуляцию океана.
Есть ли что-нибудь лучше, чем Земля?
По словам Олсона, если планета вращается медленнее, имеет более высокую плотность атмосферы и имеет континенты, то вы можете увеличить количество циркуляции океана.
И это дает нам представление о том, что астрономы будут искать, исследуя внесолнечные миры. Когда миссии НАСА LUVOIR или HabEx будут летать в 2030-х годах, они смогут напрямую отображать поверхности экзопланет. Они будут измерять химические вещества в своей атмосфере, обнаруживать воду и даже определять, какая часть планеты покрыта континентами.
Мы действительно не должны удивляться, если найдем супер-обитаемые миры в Млечном Пути, миры, которые явно более обитаемы, чем Земля. Еще раз, оказывается, мы не особенные. Это хорошо, по крайней мере, у нас будет компания.
