Poszukajmy życia wśród gwiazd!
tekst: Piotr Żabicki
W taki sposób wprowadzamy gości do jednego ze stanowisk („Poszukajmy życia wśród gwiazd”) na wystawie w Cogiteonie. Koncentruje się ono wokół astrobiologii – dziedziny wiedzy, która bada możliwości istnienia życia poza Ziemią oraz pokazuje scenariusze tego, jak życie może rozwijać się we Wszechświecie. Astrobiologia jest połączeniem wielu nauk, między innymi: astronomii, fizyki, chemii, biologii oraz geologii. Jednym z podstawowych zadań tej gałęzi nauki jest poszukiwanie miejsc (planet, księżyców) potencjalnie zdatnych do powstania życia wraz z badaniem warunków, które na nich panują.
Do powstania życia, jakie znamy z Ziemi i jego rozwoju, musi być spełniony szereg kryteriów, które stworzą fundament dla procesów organicznych. Wśród tych czynników warto wymienić (kolejność przypadkowa):
>> Istnienie atmosfery
>> Obecność wody w stanie ciekłym
>> Odpowiednia ilość wody
>> Umiarkowane zasolenie wody
>> Odpowiednie ciśnienie
>> Umiarkowany zakres temperatur
>> Odpowiednie wahania temperatury w cyklu dobowym i rocznym
>> Stabilne i umiarkowane wzorce pogodowe (bez ciągłych ekstremów)
>> Obecne reakcje i mechanizmy dystrybuujące ciepło (np. geotermia)
>> Obecne mechanizmy przekształcania i transferu energii (np. wyładowania atmosferyczne)
>> Stabilna orbita wokół gwiazdy
>> Odpowiednia masa planety (księżyca) i grawitacja na niej występująca
>> Stabilność geologiczna
>> Ochrona przed promieniowaniem kosmicznym – pole magnetyczne, odpowiednia atmosfera i energią pobliskich gwiazd
>> Ochrona przed energią pobliskich gwiazd - bombardowaniami cząsteczkami wysokoenergetycznymi
>> Wysoka ochrona przed bombardowaniem obiektami kosmicznymi (np. asteroidy)
>> Brak toksycznych stężeń gazów
>> Obecność węgla, azotu i innych pierwiastków (fosfor, siarka, potas)
Wybór Złotowłosej
Naukowcy szukając warunków do życia, mówią o "strefie nadającej się do zamieszkania” (habitable zone, ekosfera). Mają wtedy na myśli położenie planety w takiej odległości od gwiazdy, w której jest największa szansa na zaistnienie warunków z listy tych istotnych dla rozwoju życia (nie za blisko i nie za daleko).
Strefa nadająca się do zamieszkania jest również znana jako „strefa Złotowłosej” (Goldilocks zone). W bajce o Złotowłosej i trzech niedźwiadkach, główna bohaterka odwiedza domek misiów podczas ich nieobecności. Próbuje tam miedzy innymi niedźwiedziej owsianki z trzech misek. W jednej jest ona za gorąca, w drugiej za zimna, a w trzecie ma letnią temperaturę, taką która zachęca gościa do zjedzenia. W analogii do tej bajki strefa Złotowłosej to taki obszar, gdzie warunki dla życia są właśnie odpowiednie, bo najczęściej umiarkowane, a nie ekstremalne, patrząc z naszego, ziemskiego punktu widzenia.
Infografika: ważne dla zaistnienia życia czynniki. Gwiazda oznaczona "G" (dół ilustracji) to typ naszego Słońca i jego układu planetarnego. Za: science.nasa.gov, spolszczenie Cogiteon
Ciekawe? Czytaj...
Na astrobiologicznej liście zainteresowań znajdują się przede wszystkim miejsca w naszym układzie gwiezdnym. Księżyce Enceladus oraz Europa i planeta Mars – mimo różnic od Ziemi, mogłyby gościć życie. Nie są to miejsca z naszego punktu widzenia idealne, niemniej spełniają część warunków dla życia niezbędnych.
Enceladus – to zamarznięty księżyc Saturna, na którego powierzchni wybuchają lodowe wulkany. Oprócz wody, można na nim znaleźć większość kluczowych do powstania życia pierwiastków, m.in. węgiel, azot i fosfor.
Europa – pod lodową skorupą tego księżyca Jowisza znajduje się prawdopodobnie mnóstwo wody. Wielki ocean na Europie może mieć nawet 100 km głębokości i zapewne istnieje już od miliardów lat. To wystarczająco długo, by rozwinęło się w nim życie.
Mars – mniejsza od Ziemi skalista planeta, na której rok trwa 687 dni. Naukowcy wciąż próbują znaleźć na nim ciekłą wodę, która jest niezbędna do rozwoju życia podobnego do ziemskiego.
Superziemie i inne „życiowe” planety
W astrobiologicznych poszukiwaniach naukowcy wyróżniają kilka typów planet, które mogą dysponować warunkami sprzyjającymi powstaniu i utrzymaniu życia.
>> Planety skaliste (Ziemiopodobne) - zbudowane są głównie z krzemianów i metali, mają stałą powierzchnię. Przykłady to choćby Ziemia lub Mars, a wśród dalej leżących planet: Kepler-442b, Kepler-186f, Gliese 581d.
>> Superziemie – kilka razy większe i masywniejsze od Ziemi. Mogą mieć grubsze atmosfery, większą grawitację i potencjalnie większe zasoby wody. Często krążą wokół gwiazd, które naukowcy oznaczają jako K lub M (Słońce jest oznaczone jako gwiazda typu G). Gwiazdy takie są długowieczne i stabilne, sprzyjając powolnej ewolucji życia. Przykłady: Gliese 832.
>> Planety hyceańskie – planety prawdopodobnie pokryte oceanami, z atmosferą bogatą w wodór, większe od Ziemi. Przykład: K2-18b.
Ważny pojęciem, które pojawia się często w dyskusjach o obiektach kosmicznych, gdzie może zaistnieć życie, jest termin „egzoplanety”. Oznacza on wszelkie planety krążące wokół gwiazd poza Układem Słonecznym. W kontekście poszukiwania życia zawężamy ten zbiór do miejsc leżących we wspomnianej już strefie nadającej się do zamieszkania. Niemal każdego miesiąca media naukowe i te bardziej popularne podają informacje o kolejnych planetach – kandydatkach na przyjazne życiu światy. Ich katalog wciąż rośnie, jednak tak naprawdę nasze informacje o tych obiektach są bardzo skąpe. Na ich podstawie do rokujących dla życia egzoplanet zaliczone zostały:
>> K2-18b - znajduje się 124 lata świetlne od Ziemi, w nieco ponad 30 dni okrąża gwiazdę w typie tzw. czerwonego karła. Jest około osiem razy większa od Ziemi. W jej atmosferze wykryto parę wodną, co np. może świadczyć o istnieniu także wody w stanie ciekłym.
>> Kepler-186f - to planeta podobna do Ziemi, orbituje także wokół czerwonego karła. Znajduje się w ekosferze, gdzie może występować ciekła woda. Odległość od Ziemi: 493 lata świetlne
>> Gliese 581d – odkryta w 2007 roku. Uznawaną za jedną z najbardziej ziemiopodobnych egzoplanet. Choć też sporo kontrowersji towarzyszy samemu potwierdzeniu jej istnienia. Gliese 581 d znajduje się prawdopodobnie w synchronicznej rotacji z jej słońcem, co sprawaia, że jedna strona planety zawsze jest zwrócona ku gwieździe i bardzo gorąca, a druga jest zimna i ciemna.
>> Kepler-442b - superziemia, 2,3 razy masywniejsza od naszego globu, krążąca w ekosferze wokół gwiazdy Kepler-442. Oddalona od Ziemi o ponad 1100 lat świetlnych.
>> TRAPPIST-1e - jedna z siedmiu skalistych planet układu TRAPPIST-1, 40 lat świetlnych od Ziemi. Kilka z tych planet znajduje się w ekosferze, a TRAPPIST-1e jest jednym z głównych kandydatów do poszukiwania życia.
>> HD 69830 d - znacznie masywniejsza od Ziemi, prawdopodobnie typu Neptuna (planeta gazowa). Szacuje się, że warunki sprzyjające życiu mogą mieć księżyce tej planety, oczywiście jeśli takie istnieją.
Teleskop Keplera pozwala lepiej i dokładniej poszukiwać światów przyjaznych życiu.
Ostatnio dodane w Rozoom
