sobota, 24 września 2016

McGoris #30 - Życie pozaziemskie - Jak i gdzie go szukać?

Jednym z największych zagadnień astronomii jest to, czy gdzieś w kosmosie istnieje życie, a jak istnieje to czy jest ono podobne do naszego. Są jednak pewne ograniczenia i przeszkody, które mogą zapobiec rozwojowi życia.

Źródło: odkrywcy.pl



Z matematycznego punktu widzenia jest to prawie niemożliwe, by życie istniało tylko na naszej planecie. A przynajmniej jakieś prymitywne w postaci prostych bakterii czy mikroorganizmów.
W samej naszej galaktyce jest nawet ok. 400 mld gwiazd. A we Wszechświecie są nawet miliony takich galaktyk.


Czym jest życie?


Żebyśmy mogli zacząć poszukiwania życia poza naszą planetą, trzeba sobie zdefiniować mniej więcej pojęcie życia. Można powiedzieć, że życie to jakiś ustalony algorytm reakcji chemicznych. Życie na Ziemi, które znamy opiera się głównie na węglu. Wszystkie białka, cukry, opierają się na węglu.

Najbardziej potrzebnym związkiem do podtrzymania życia i uzupełnieniem pokarmu jest woda - jeden z najbardziej powszechnych związków chemicznych we Wszechświecie.

Woda jest wyjątkowym związkiem chemicznych z kilku względów:

- Jest dobrym rozpuszczalnikiem,
- Jest efektem ubocznym wielu reakcji chemicznych jak np. spalanie wodoru,
- Wyjątkowe stany skupienia: ciało stałe - lód, ciecz - woda, gaz - para wodna.


Organizmy takie jak zwierzęta oddychają tlenem, wydychając dwutlenek węgla. Rośliny zaś robią na odwrót - pobierają dwutlenek węgla, pod wpływem energii słonecznej wraz z wodą tworzą sobie cukry i wypuszczają nadmiar tlenu. (Ale nie będę się wdawał w szczegóły bo nie o tym jest artykuł, a bogactwo życia na Ziemi jest tak ogromne, że musiałbym napisać chyba z 1000 artykułów)



1. Jakie warunki musiały być spełnione, by utrzymać życie?



1.1. Odpowiednia odległość od swojej gwiazdy.


Planeta musi być w odpowiedniej odległości od swojej gwiazdy - czyli w tzw. ekosferze, gdzie temperatura panująca na niej utrzymałaby wodę w stanie ciekłym. W zależności od rozmiaru gwiazdy i głównie typu widmowego - ekosfera będzie w różnej odległości i różny będzie jej zakres.



1.2. Odpowiedni typ widmowy i wielkość.


Jak wyżej wspomniałem, że im gorętsza gwiazda (typ M - najchłodniejszy, typ O - najgorętszy), tym
jej ekosfera znajduje się dalej od niej oraz jest dużo szersza.
Ale jest jeszcze coś: długość życia gwiazdy. 


Gwiazdy typu M,K,G - czyli czerwone, pomarańczowe, żółte gwiazdy ciągu głównego żyją najdłużej - czyli jest najwięcej czasu, by życie mogło się rozwinąć i ewoluować.
Jeśli chodzi o gwiazdy typu F, to są to najczęściej gwiazdy w fazie przechodniej od ciągu głównego, do podolbrzyma.
Gwiazdy typu A,B,O żyją najkrócej - mimo, że mają bardzo szeroką ekosferę, to jednak nie sprzyjają rozwojowi życia, ze względu na ich krótki żywot.


Kolejna sprawa to ilość promieniowania i energii jaką emituje gwiazda. Gwiazdy typu O,B czy nawet A emitują ogromne ilości promieniowania wysokoenergetycznego, a nawet promieniowanie gamma. Dodatkowo te gwiazdy są nawet do kilkudziesięciu razy jaśniejsze od naszego Słońca.

Gwiazdy chłodniejsze emitują go znacznie mniej, bardziej promieniowanie UV, czy podczerwone i niskoenergetyczne. Najlepszymi kandydatkami na gwiazdy do utrzymania życia są gwiazdy żółte(G) i pomarańczowe(K) - czerwone karły (M) też są dobre, jednak emitują dużo promieniowania niskoenergetycznego).


1.3. Odpowiednia prędkość orbitalna, obrotowa, odległość od gwiazdy i nachylenie osi planety do orbity.


Znaczenie ma także prędkość orbitalna, obrotu wokół własnej osi oraz odległości od gwiazdy. Gdy planeta jest daleko i rok na tamtej planecie trwa np. 10 ziemskich lat, to potencjalne pory roku byłyby dłuższe.

Nachylenie osi Ziemi do płaszczyzny wynosi ok. 23 stopnie. To powoduje, że są pory roku takie jak wiosna, lato, jesień, zima - co daje pewien cykl rozwoju i rozmnażania się życia.
Jeżeli na planecie, której oś jest obrócona o 90 stopni do płaszczyzny (np. nasz Uran). to w strefie umiarkowanej byłoby pół roku "wieczne lato" i pół roku "wieczna noc".
Jeżeli oś byłaby ustawiona 0 stopni to pór roku w ogóle by nie było - a to też źle.



W wielu przypadkach jest też tak, że przy chłodniejszych gwiazdach, np. czerwonych karłach gdy planeta jest blisko gwiazdy, wchodzi w tzw. obrót synchroniczny - planeta jest cały czas zwrócona jedną stroną. Byłoby tak, że na jednej półkuli byłby wieczny dzień i gorąco ok. 100°C , a na drugiej wieczna noc i temperatura ok. -200° C.


1.4. Atmosfera, ciśnienie i pole magnetyczne.


Bardzo ważnym czynnikiem jest też atmosfera. Nam jest potrzebna, bo oddychamy. Chroni także przed promieniowaniem ultrafioletowym. Żeby planeta mogła utrzymać atmosferę odpowiednio gęstą, planeta musi być dość spora - by miała silną grawitację, oraz pole magnetyczne - które chroniłoby przed wiatrem gwiazdowym, która mogłaby ją zdmuchnąć.

Atmosfera chroni dodatkowo przed meteoroidami czy okruchami skalnymi mogącymi bombardować planetę, gdyż większość spalałaby się w niej.

Atmosfera także generuje tzw. efekt cieplarniany. To powoduje, że na planecie jest cieplej.
Ale nie może być ona także za gęsta - jak będzie blisko gwiazdy, na krańcu ekosfery - to wtedy będzie przypadek jak na Wenus. - temperatura dochodzi nawet do 460°C, a o ciśnieniu nawet nie wspominam. Zarówno po nocnej stronie jak i po dziennej. Gdyby na Wenus nie było atmosfery - temperatura powierzchni mogłaby nawet spadać do 60°C.
A na przykład na takim Merkurym - jego prędkość obrotu wokół własnej osi jest bardzo powolna, tak jak na Wenus - dzień trwa prawie tyle co rok - temperatura powierzchni Merkurego po stronie dziennej wynosi gdzieś koło 400° C, a po stronie nocnej - nawet -200° C - mimo położenia planety na granicy ekosfery.


1.5. Wielkość planety


Wielkość planety także ma znaczenie. Im większa planeta, tym większa jest grawitacja. Na naszej Ziemi np. ważysz 80kg, ale na planecie 2x większej o tej samej gęstości ważyłbyś już 160 kg. Więc im większa grawitacja, tym trudniej się potencjalnym stworzeniom poruszać bądź wykonać jakieś czynności.


1.5. Odległość od centrum galaktyki.


Ważna jest też odległość od centrum galaktyki - im bliżej centrum - tym jesteśmy bardziej narażeni na promieniowanie oraz nagromadzenie materii jest większe. Nasz Układ Słoneczny jest oddalony o ok. 25000 lat świetlnych od centrum Galaktyki - czyli prawie na brzegu galaktyki.

Położenie Słońca w naszej Galaktyce - źródło: www.soran.cba.pl

1.6. Naturalny satelita.


Ważną rolę odgrywają także księżyce planety. Nasz Księżyc miał też wpływ na rozwój życia na Ziemi. Chociażby przypływy i odpływy które pozwoliły dostarczyć wodę i życie na ląd. Faza księżyca też ma wpływ np. na rozwój roślinności.
Naturalny satelita może też mieć wpływ na innych planetach.



Jeśli wam się podobało - udostępniajcie, lajkujcie , w komentarzach zadawajcie swoje pytania, a ja będę starał się na nie odpowiedzieć.

Prosiłbym o wyłączenie Adblocka, bądź dodanie bloga do wyjątków. 

1 komentarz:

  1. A nie jest tak, że przy dwukrotnie większym promieniu, objętość (a więc i masa) planety byłaby ośmiokrotnie większa?

    OdpowiedzUsuń