Mēs īsti nesaprotam svešo planētu apdzīvojamās zonas

Šis mākslinieks

Šī mākslinieka attēlojums parāda pirmo apstiprināto Zemes izmēra planētu, kas riņķo ap tālu zvaigzni apdzīvojamā zonā, ko identificējis NASA Keplera kosmiskais teleskops. Meklējot dzīvību ārpus Zemes, astronomi vēlas pamanīt planētas “apdzīvojamajā zonā” - reģionā ap zvaigzni, kur uz planētas var pastāvēt šķidrs ūdens. Bet patiesais pārbaudījums tam, vai planēta varētu uzņemt dzīvību vai nē, patiesībā var atpūsties viscēlākajās gāzēs: slāpeklī. (Attēla kredīts: NASA Ames/SETI institūts/JPL-Caltech)





Meklējot dzīvību ārpus Zemes, astronomi vēlas to pamanīt eksoplanētas “apdzīvojamā zonā” - apgabals ap zvaigzni, kur uz planētas var pastāvēt šķidrs ūdens.

Lai gan lielākā daļa pētījumu par apdzīvojamo zonu ir vērsti uz zvaigznes spilgtumu (jo temperatūra nosaka, vai ūdens uz planētas varētu būt šķidrs, ledus vai gāze), jauni pētījumi liecina, ka šī ir ārkārtīgi vienkāršota un naiva aina. Patiesais pārbaudījums, vai planēta varētu uzņemt dzīvību vai nē, patiesībā var būt visgarlaicīgākajā gāzē - slāpeklī.

Saistīts: Kā darbojas eksoplanētu apdzīvojamās zonas



Viens izmērs der visiem

Cik mēs saprotam dzīvi (un, tā kā mums ir tikai viens piemērs, ar kuru strādāt (dzīvība uz Zemes), mums nav daudz ko turpināt), dzīvībai ir nepieciešams šķidrs ūdens.

Ūdens ir galvenais šķīdinātājs, un tā ir vieta, kur var notikt visas interesantas dzīvību uzturošas ķīmiskās reakcijas. Un, lai gan ūdens - pazīstamā divu ūdeņraža daļu kombinācija ar vienu skābekļa daļu - ir visizplatītākā molekula Visumā, diemžēl tas ir reti sastopams dzīvībai piemērotā šķidrā stāvoklī.

Lasīt vairāk: ' Klimata daudzveidība Saulei līdzīgā apdzīvojamā zonā mainīgā fona gāzes spiediena dēļ '



Lielākā daļa ūdens ir vai nu sasalusi, ieslēgta komētās, uz lielām ledus loksnēm, kas pārklāj aukstas pasaules, vai iesprūst gāzē, ko iztvaiko intensīvais siltums, ko izsūknē zvaigznes. Šķidrs ūdens ir ārkārtīgi reti sastopams tikai noteiktos īpašos apstākļos.

Viena no šīm īpašajām situācijām ir stāvoklis, kādā atrodas Zeme. Mūsu dzimtā planēta nav pārāk tālu no saules, lai tās ūdens pārvērstos ledū, un tas nav pārāk tuvu, lai to pārvērstu gāzē. Zeme atrodas pareizajā attālumā no saules, lai uz tās virsmas paliktu šķidrs ūdens.

Tas ir tā sauktais ' apdzīvojama zona '(saukta arī par' zelta zeltu zonu ', jo saules zupa nav ne pārāk karsta, ne pārāk auksta). Katrai zvaigznei ir sava apdzīvojamā zona, atkarībā no tās lieluma, temperatūras un spilgtuma.



Spēlē, meklējot dzīvību ārpus Zemes, pirmā vieta, kur astronomi meklē planētas, atrodas viņu vecāku zvaigznes apdzīvojamajā zonā. Protams, varētu būt arī citas vietas, kur uzplaukt dzīvībai, taču, tā kā Zeme ir vienīgais dzīvības piemērs, ko mēs patiesībā esam redzējuši, vislabāk ir atrast ārpuszemes draugu.

Spiediena sajūta

Diemžēl Visums nav tik vienkāršs, vismaz saskaņā ar jauniem pētījumiem nesen parādījās pirmsdrukas žurnālā arXiv .

Izmantojot datorsimulāciju komplektu, lai atjaunotu atmosfēras apstākļus eksoplanetās vai planētās, kas atrodas ārpus mūsu Saules sistēmas, pētnieki, kas strādā pie šī dokumenta, pētīja potenciāli apdzīvojamu sistēmu pārpilnību. Viņi mainīja planētu vecāku zvaigžņu lielumu un veidu, to planētu orbītu īpašības, šķidrā ūdens daudzumu, kas jau bija pieejams planētām, kad tās veidojās, un, pats galvenais, atmosfēru.

Pētnieki iepriekš ir pētījuši planētas atmosfēras ietekmi uz tās klimatu. Visievērojamākā gāze, protams, ir oglekļa dioksīds, kas ir siltumnīcefekta gāze, kas šeit uz Zemes ir piesaistījusi diezgan lielu uzmanību, jo tā ir vadošais klimata pārmaiņu virzītājspēks. Siltumnīcefekta gāzes spēj uztvert siltumu planētas atmosfērā, un, to nedaudz mainot, jūs varat krasi mainīt visas pasaules temperatūras vēsturi.

Piemēram, ņemiet vērā mūsu māsas planētu Venēru, kas arī atrodas saules apdzīvojamā zonā. Tomēr, pateicoties oglekļa dioksīda pārslodzei tālajā pagātnē, tā piedzīvoja aizbēgušu siltumnīcas notikumu, un tagad tai ir karstākā virsmas temperatūra uz jebkuras Saules sistēmas planētas. Un tas noteikti nav apdzīvojams.

Bet oglekļa dioksīds nav vienīgā gāze, kas peld apkārt planētu atmosfērai. Ir arī slāpeklis. Slāpeklis ir diezgan inerts un nepiedalās daudzos aktīvos bioloģiskos procesos. Tomēr tas veido vairāk nekā 80% Zemes atmosfēras, un bez tā mums ... nu ... nebūtu atmosfēras.

Gada vēsturi mēs zinām ļoti maz slāpeklis uz Zemes . Mēs neesam pārliecināti, ar kādu gāzi mūsu planēta ir dzimusi, un daži ģeoloģiski pierādījumi pat norāda, ka vēl pirms 2 miljardiem gadu mums bija tikai puse no slāpekļa, kas mūsdienās. Un, tā kā mēs daudz nezinām par slāpekli uz Zemes, mēs noteikti nezinām daudz par slāpekli uz citām planētām.

Saistīts: 9 dīvaini, zinātniski attaisnojumi, jo mēs vēl neesam atraduši citplanētiešus

Dzīve atrod ceļu

Šī jaunā pētījuma simulāciju pētnieki atklāja, ka slāpeklim ir milzīga loma, nosakot planētas kopējo temperatūru un līdz ar to arī tās apdzīvojamību. Kas ir vēl sarežģītāk: tās nav vienkāršas attiecības, vairāk slāpekļa ne vienmēr padara planētu siltāku.

Piemēram, ja planētas atmosfēra nav pārāk bieza un tajā ir daudz ūdens, slāpekļa pievienošana var ievērojami uzsilt, jo pievienotais atmosfēras spiediens palielina siltumnīcefekta gāzu, piemēram, oglekļa dioksīda un ūdens tvaiku, efektivitāti. No otras puses, salīdzinoši sausā pasaulē vairāk slāpekļa vieglāk izkliedē zvaigžņu gaismu, izraisot dramatisku atdzišanu.

Gala rezultāts ir tāds, ka divām pasaulēm, kas riņķo ap identiskām zvaigznēm ar vienādām orbītām ar līdzīgām virsmām, bet dažādiem slāpekļa daudzumiem, var būt krasi atšķirīga temperatūra, un tās var būt ļoti grūti prognozēt.

Slāpeklis arī neizstaro un neabsorbē starojumu redzamā vai infrasarkanā viļņa garumā. Tas apgrūtinoši apgrūtina to atklāšanu svešo pasauļu atmosfērā. Tātad, pat ja planēta sēž Zelta zeltainās zonas zvaigznē, ja mēs nesaņemsim rokturi par tās slāpekļa piegādi, mēs nezināsim, vai tā ir patiešām apdzīvojama.

Korekcija: Iepriekšējā šī stāsta versijā slāpeklis tika minēts kā cēlgāze. Slāpeklis nav cēlgāze; tā ir inerta gāze.

Sekojiet mums Twitter @Spacedotcom vai Facebook.