Attēla kredīts: NASA
Mēs esam lemti. Kādu dienu Zeme būs sadedzināta plēne, kas riņķo ap pietūkušu sarkanu zvaigzni.
Tas ir katras planētas, kas dzīvo tuvu galvenajai secības zvaigznei, piemēram, mūsu saule, liktenis. Galvenās secības zvaigznes darbojas ar ūdeņradi, un, kad beidzas šī degviela, tās pārslēdzas uz hēliju un kļūst par sarkanu milzi. Kaut arī saules pāreja uz sarkanu milzi ir skumjš jaunums Zemei, ledus planētas mūsu Saules sistēmas vistālākajos reģionos pirmo reizi gozēsies saules siltumā.
Saule dzīves laikā ir lēnām, bet vienmērīgi kļuvusi spožāka un karstāka. Kad saule kļūs par sarkanu milzi apmēram 4 miljardu gadu laikā, mums pazīstamā dzeltenā saule kļūs spilgti sarkana, jo tā galvenokārt izstaro zemākas frekvences enerģiju no infrasarkanās un redzamās sarkanās gaismas. Tas pieaugs tūkstošiem reižu spožāk, un tomēr tam būs vēsāka virsmas temperatūra, un tā atmosfēra paplašināsies, lēnām ieslodzot dzīvsudrabu, Venēru un, iespējams, pat Zemi.
Kaut arī tiek prognozēts, ka saules atmosfēra sasniegs Zemes orbītu 1 AU, sarkanajiem milžiem ir tendence zaudēt lielu daudzumu masas, un šis izraidīto gāzu vilnis varētu izstumt Zemi tieši ārpus diapazona. Bet neatkarīgi no tā, vai Zeme tiek patērēta vai tikai apdziedāta, visa dzīvība uz Zemes būs pārgājusi aizmirstībā.
Tomēr apstākļi, kas padara dzīvi iespējamu, varētu parādīties citur Saules sistēmā, teikts žurnālā Astrobiology publicētajā dokumentā, ko izteicis S. Alans Šterns, Dienvidrietumu pētniecības institūta Kosmosa pētījumu departamenta Boulderā, Kolorādo štatā. Viņš saka, ka planētas, kas atrodas no 10 līdz 50 AU, atradīsies sarkanā milža saules apdzīvojamā zonā. Saules sistēmas apdzīvojamā zona ir reģions, kurā ūdens var palikt šķidrā stāvoklī.
Apdzīvojamā zona pakāpeniski mainīsies pa 10 līdz 50 ĀS reģionu, jo saule kļūst spožāka un spožāka, attīstoties tās sarkanajā milzu fāzē. Saturns, Urāns, Neptūns un Plutons atrodas 10 līdz 50 AU robežās, tāpat kā to ledus mēneši un Kuipera jostas objekti. Bet ne visām šīm pasaulēm būs vienādas iespējas dzīvē.
Gāzveida planētu Saturna, Neptūna un Urāna apmešanās iespējas var tik ļoti neietekmēt sarkanā milža pāreja. Astronomi ir atklājuši gāzveida planētas, kas riņķo ļoti tuvu savu vecāku zvaigznei citās Saules sistēmās, un šie “karstie Jupiteri”, šķiet, turas pie viņu gāzveida atmosfēras, neskatoties uz to, ka tie atrodas tuvu intensīvajam starojumam. Dzīve, kā mēs zinām, visticamāk, neparādīsies uz gāzveida planētām.
Sterns domā, ka vislabākās dzīves iespējas būs Neptūna mēness Tritonam, Plutonam un tā mēness Šaronam, kā arī Kuipera jostas objektiem. Šie ķermeņi ir bagāti ar organiskām ķimikālijām, un sarkanās milzu saules siltums izkausēs to apledojušās virsmas okeānos.
"Kad saule ir sarkans milzis, mūsu Saules sistēmas ledus pasaules izkausēsies un kļūs par okeāna oāzēm desmitiem līdz vairākiem simtiem miljonu gadu," saka Sterns. Pēc tam mūsu Saules sistēmā atradīsies ne viena pasaule ar virszemes okeāniem, kā tas notiek tagad, bet simtiem visu milzu planētu ledainajiem pavadoņiem un Kuipera jostas ledainajām punduru planētām, tad būs arī okeāni. Tā kā temperatūra Plutonā tad īpaši neatšķirsies no pašreizējās Maiami pludmales temperatūras, man patīk saukt šīs pasaules par “siltajiem Plutosiem” pēc analoģijas ar karsto Jupiteru pārpilnību, kas pēdējos gados aprobēti ap saulīti līdzīgām zvaigznēm. ”
Saules ietekme tomēr nav viss stāsts - planētas ķermeņa īpašībām ir tāls ceļš, lai noteiktu apdzīvojamību. Pie šādām īpašībām pieder planētas iekšējā aktivitāte, planētas atstarošanās jeb “albedo”, kā arī atmosfēras biezums un sastāvs. Pat ja uz planētas ir visi elementi, kas veicina apdzīvojamību, dzīve ne vienmēr parādīsies.
“Mēs nezinām, kas nepieciešams dzīves sākšanai,” saka Dons Braunlijs, Sietlas Vašingtonas universitātes astronoms un grāmatas “Zemes planētas dzīve un nāve” līdzautors. Braunlijs saka: ja viss nepieciešamais ir silts, mitrs interjers un organiski materiāli, tad Plutons, Tritons un Kuipera jostas objekti varētu dzīvot.
"Tomēr kā piesardzības vārds asteroīdu interjers, kas veidoja oglekļa hondrīta meteorītus, varbūt miljoniem gadu Saules sistēmas agrīnajā vēsturē bija silts un mitrs," saka Braunlijs. "Šie ķermeņi ir ārkārtīgi bagāti gan ar ūdeni, gan ar organiskiem materiāliem, un tomēr nav pārliecinošu pierādījumu tam, ka kādos asteroīdos meteorītos kādreiz tajā būtu dzīvas lietas."
Arī planētas ķermeņa orbīta ietekmēs tā dzīves iespējas. Piemēram, Plutonam nav tādas jaukas, regulāras orbītas kā Zeme. Plutona orbīta ir salīdzinoši ekscentriska, mainoties attālumam no saules. No 1979. gada janvāra līdz 1999. gada februārim Plutons bija tuvāk saulei nekā Neptūns, un simts gadu laikā tas būs gandrīz divreiz tālāk nekā Neptūns. Šis orbītas tips izraisīs Plutona ārkārtēju sildīšanu pārmaiņus ar ārkārtēju dzesēšanu.
Arī Tritona orbīta ir savdabīga. Tritons ir vienīgais lielais mēness, kas riņķo atpakaļ vai atpakaļgaitā. Tritonam var būt šī neparastā orbīta, jo tā veidojās kā Kuipera jostas objekts un pēc tam to uztvēra Neptūna gravitācija. Tā ir nestabila alianse, jo retrogrāda orbīta rada plūdmaiņu mijiedarbību ar Neptūnu. Zinātnieki prognozē, ka kādreiz Tritons vai nu ietriecīsies Neptūnā, vai arī sadalīsies sīkos gabaliņos un veidos gredzenu ap planētu.
"Tritona orbītas plūdmaiņu samazināšanas laika grafiks nav skaidrs, tāpēc tas varētu būt apkārt vai arī tas jau varētu būt avarējis, kad saule kļūst sarkana milzu," saka Sterns. "Ja apkārt ir Tritons, tas, iespējams, galu galā izskatīsies pēc tāda paša veida ar organiskām vielām bagātu okeāna pasauli kā Plutons."
Saule dedzinās kā sarkans gigants apmēram 250 miljonus gadu, bet vai tas ir pietiekami ilgs laiks, lai dzīvība iegūtu pēdas? Sarkanā milža dzīves laikā saule būs tikai 30 reizes spožāka nekā tās pašreizējais stāvoklis. Sarkanās milzu fāzes beigās saule pieaugs vairāk nekā 1000 reizes spožāk un ik pa laikam izlaiž enerģijas impulsus, kas pašreizējo spilgtumu sasniedz 6000 reizes. Bet šis intensīvā spilgtuma periods ilgs dažus miljonus gadu vai maksimāli desmitiem miljonu gadu.
Sarkanā milža spilgtāko fāžu īsums Braunlijam liek domāt, ka Plutonam nav daudz dzīves solījumu. Tā kā Plutona vidējā orbītā ir 40 AU, saulei būtu jābūt 1600 reizes spožākai, lai Plutons iegūtu tādu pašu saules starojumu, kādu mēs šobrīd uz Zemes.
"Saule sasniegs šo spilgtumu, bet tikai ļoti īsu laika posmu - tikai aptuveni miljons gadu vai aptuveni," saka Braunlijs. “Plutona virsma un atmosfēra no mūsu viedokļa tiks“ uzlabota ”, taču tā nebūs jauka vieta nozīmīgu laika posmu”.
Pēc sarkanās milzu fāzes saule kļūs vājāka un saruks līdz Zemes lielumam, kļūstot par baltu punduri. Tālas planētas, kas gaida sarkanā milža gaismā, atkal kļūs par sasalušām ledus pasaulēm.
Tātad, ja dzīve parādīsies sarkanā milzu sistēmā, tā būs ātri jāuzsāk. Tiek uzskatīts, ka dzīvība uz Zemes radusies pirms 3,8 miljardiem gadu, apmēram 800 miljoniem gadu pēc mūsu planētas dzimšanas. Bet tas, iespējams, ir tāpēc, ka planētas iekšējā Saules sistēmā piedzīvoja 800 miljonus gadu smagu asteroīdu bombardēšanu. Pat ja dzīvība būtu sākusies nekavējoties, asteroīdu agrā lietava būtu Zemei iztīrījusi šo dzīvi.
Braunlijs saka, ka ārējām planētām varētu sākties jauns bombardēšanas laikmets, jo sarkanā milzu saule varētu iztraucēt milzīgo komētu skaitu Kuipera joslā.
"Kad sarkanā milzu saule ir 1000 reizes spožāka, tā gandrīz pusi no savas masas zaudē kosmosā," saka Braunlijs. “Tas liek orbītā esošajiem ķermeņiem virzīties uz āru. Gāzes zudumi un citi efekti var destabilizēt Kuipera jostu un radīt vēl vienu interesantu bombardēšanas periodu. ”
Bet Sterns saka, ka planētas, kuras apdzīvo sarkanā milzu saule, netiks bombardētas tik bieži, cik agrīnā Zeme, jo senajai asteroīda jostai bija daudz vairāk materiālu nekā Kuipera jostai šodien.
Turklāt ārējās planētas nepiedzīvos tādu pašu ultravioleto (UV) līmeni, kāds bija jāpārcieš Zemei, jo sarkanajiem milžiem ir ļoti zems UV starojums. Galvenās secības zvaigznes augstākas intensitātes UV var kaitēt delikātajiem proteīniem un RNS virzieniem, kas nepieciešami dzīvības izcelsmei. Dzīvības uz Zemes varēja rasties tikai zem ūdens, dziļumos, kas pasargāti no šīs gaismas intensitātes. Tāpēc dzīvība uz Zemes ir nesaraujami saistīta ar šķidru ūdeni. Bet kurš zina, kāda veida dzīvība varētu rasties uz planētām, kurām nav nepieciešams ultravioletais ekrāns?
Sterns domā, ka mums šodien vajadzētu meklēt dzīvības pierādījumus Plutonam līdzīgajās pasaulēs, kas riņķo ap sarkaniem milžiem. Pašlaik mēs zinām 100 miljonus Saules tipa zvaigznīšu Piena Ceļa galaktikā, kas deg kā sarkanie milži, un Sterns saka, ka visām šīm sistēmām varētu būt apdzīvojamas planētas 10 līdz 50 AU robežās. "Tas būtu labs laika pārbaudījums, kas vajadzīgs, lai dzīvību radītu siltā, ar ūdeni bagātā pasaulē," viņš saka.
"Ideja par tālu organiskiem, bioloģiski bagātiem ķermeņiem, ko cep sarkanā milzu zvaigzne, ir intriģējoša un varētu sniegt ļoti interesantu, ja īslaicīgu dzīves vietu dzīve," piebilst Braunlijs. "Bet es priecājos, ka mūsu saulei ir atlicis daudz laika."
Ko tālāk
Lai gan liela daļa no tā, ko mēs zinām par ārējo Saules sistēmu, ir balstīta uz attāliem mērījumiem, kas veikti no Zemes balstītajiem teleskopiem, 2004. gada 2. janvārī zinātnieki pievērsa tuvinātu ieskatu Kuipera jostas objektam. Stardust kosmosa kuģis nobrauca 136 kilometru attālumā no komētas Wild2 - milzīgas sniega bumbas, kas lielāko daļu sava 4,6 miljardu gadu mūža pavadīja riņķojot Kuipera joslā. Tagad Wild2 riņķo galvenokārt Jupitera orbītā. Braunlijs, kurš ir Stardust misijas galvenais izmeklētājs, saka, ka Stardust attēlos redzamas fantastiskas ķermeņa detaļas, kas veidotas gan pēc senās, gan nesenās vēstures. Stardust attēlos redzama gāzes un putekļu strūkla, kas nošauj no komētas, jo Wild2 strauji sadalās iekšējās saules sistēmas spēcīgā saules siltumā.
Lai uzzinātu vairāk par ārējo Saules sistēmu, mums tur būs jānosūta kosmosa kuģis, lai veiktu izmeklēšanu. NASA tieši šādam mērķim 2001. gadā izvēlējās New Horizons misiju.
Šterns, kurš ir New Horizons misijas galvenais izmeklētājs, ziņo, ka kosmosa kuģa montāžu plānots sākt šovasar. Kosmosa kuģis tiks palaists klajā 2006. gada janvārī, un Plutonā tas ieradīsies 2015. gada vasarā.
New Horizons misija ļaus zinātniekiem izpētīt Plutona un Šarona ģeoloģiju, kartēt to virsmas un noteikt to temperatūru. Arī Plutona atmosfēra tiks sīki izpētīta. Turklāt, lai veiktu līdzīgus mērījumus, kosmosa kuģis apmeklēs ledus ķermeņus Kuipera joslā.
Oriģinālais avots: žurnāls Astrobiology
