Av alle stedene vi noen gang har sett på i universet, er det bare Jorden som har gitt oss bevis for livets eksistens. Men hvorfor? Fordi livet er sjeldent, og det krever oss alle forholdene vi har på jorden for å kunne opprettholdes? Eller fordi livet er allestedsnærværende, men vi fant det her fordi det var det enkleste stedet å finne det?
Siden alt på jorden er ordnet som det er, er vi vant til å tro at hvis vi hadde en planet og en stjerne med de samme egenskapene som Jorden og solen - med samme alder, med de samme baneavstandene, størrelsene og massene, fra de samme materialene, så ville vi få liv igjen. Vi antar også at andre kombinasjoner er mindre sannsynlige. Men alle våre forutsetninger kan være gale. Jorden kan være like sjelden som livet.
I 2015 kunngjorde NASA funnet av Kepler-452b og kalte det "den mest jordlignende eksoplaneten" som noen gang er oppdaget. Selvfølgelig hadde hun mange likheter med jorden, og stjernen hennes hadde mange likheter med solen:
- Hjemmestjernen sin er veldig lik solen når det gjelder temperatur, masse og størrelse: den er en G2-stjerne, omtrent samme lysstyrke og generell levetid.
- Den roterer på nesten samme avstand og med omtrent samme periode som planeten vår rundt sola: 385 dager i stedet for 365.
- Stjernen som den dreier seg rundt er ikke mye mer utviklet enn solen vår: den er 1,5 milliarder år eldre, noe som betyr at den er 20% mer energisk kraftig og 10% kaldere.
Salgsfremmende video:
- Selve planeten er ikke mye større enn jorden vår, og dens radius er 60% større.
Og selv om disse forholdene kan virke for deg "lik den jordiske", har den oppdagede verden selvfølgelig ingenting med Jorden å gjøre.
I solsystemet vårt er forskjellen mellom Jorden og Venus liten: omtrent 5% i radius. Til sammenligning er forskjellen mellom Jorden og Uranus eller Neptun enorm: disse verdenene er fire ganger størrelsen på jorden i radius. Derfor virker 60% mer kanskje ikke så overdrevne, men det er stor sannsynlighet for at vi finner en solid planet med en tynn atmosfære, som vil ha egenskapene til en gassgigant: et stort skall med lette atmosfæriske gasser. Det er faktisk et veldig smalt vindu som bør betraktes som "landlig" med tanke på planetstørrelse, og et avvik på mer enn 10-20% fra landstørrelse ville være for stort.
Imidlertid er det all grunn til å tro at jordbaserte planeter er ganske vanlige. De siste resultatene fra Kepler-teleskopet viser at det er minst 17 milliarder jordstore planeter på Melkeveiens skive, og minst noen få prosent av stjernene vil ha minst en jordlignende verden i nærheten. Mens vårt endelige mål selvfølgelig er å finne en verden med avansert biologisk liv - helst en verden med liv under den kambriske eksplosjonen, vender tankene våre alltid tilbake til Jordens tvilling. Men en slik dobbel, selv om den eksisterer, er kanskje ikke det beste stedet å lete etter.
Vår sol er en 4,6 milliarder år gammel G-klasse stjerne. Selv om vi tror det er en av de vanligste, er den ikke: stjernen vår er mer massiv enn 95% av alle stjerner. M dverger, små røde stjerner, er den vanligste typen stjerner i universet: tre fjerdedeler av alle stjerner er M dverger. Havene på planeten vår vil koke om en milliard år, men M-stjerner vil brenne ved en stabil temperatur i titalls billioner år.
"Kepler" fant mange landlige planeter i nærheten av disse M-stjernene, som var lokalisert på egnede steder for vann på overflaten i flytende tilstand og hvis masse var ganske egnet for terrestrisk definisjon. Og mens det er mer sannsynlig at M-stjerner sender ut fakler, og planeter bør være nærmere dem, gir de også et mer stabilt miljø for planetene sine, med mindre ultrafiolett stråling og økt beskyttelse mot de voldelige manifestasjonene av interplanetisk og interstellar rom. Tidevannskreftene fra stjernene deres er også sterkere, og deres forkortede omløpsperioder gir dem en enkel måte å generere et stort magnetfelt, muligens beskytte mot fakler.
Disse systemene er ganske vanlige, men jordens tvillingssystemer er det ikke. Hva trenger vi for en ekte "dobbel"? Først av alt trenger vi en stjerne som solen. Dette betyr at stjernen ikke bare skal ha samme temperatur og spektraltype, men også omtrent samme alder. Det tar tid for livet å utvikle seg og utvikle seg til noe interessant, noe som betyr at vi trenger et fantastisk system som er mange milliarder år gammelt. Men vi kan ikke vente for lenge, for når stjernene eldes, vokser regionen i kjernen som forbinder hydrogen med helium, og utgangseffekten øker (og med den lysstyrke og temperatur). Etter hvert vil planeter (som Jorden) som en gang var beboelig, bli for varme, koke vann og forhindre liv i å utvikle seg.
La oss si at vi har et vindu på 1-2 milliarder år, som er omtrent 10% av levetiden til en stjerne. Det er rundt 200-400 milliarder stjerner i galaksen vår, og omtrent 7,6% av dem er stjerner i G-klassen, som vår sol. Til tross for at vår sol er mer nøyaktig klassifisert som en G2V-stjerne, følger det fortsatt at omtrent 10% av alle stjerner i G-klassen vil være av samme type som vår sol. På toppen er det 400 milliarder stjerner, hvorav 7,6% er G-klasse, hvorav 10% er av samme underklasse som Sola, hvorav 10% er riktig alder for interessant liv. Dette er 300 millioner stjerner. Men selv da, ikke alle av dem vil ha nok tunge elementer til å skape den jordiske verden.
Over kan du se spekteret til sola. Med andre ord, linjene du ser representerer et bredt utvalg av atomer og deres forhold. Det er mange av dem på solen, og de har veldig spesifikke forhold. Indikatoren som ikke er hydrogen eller helium, men som syntetiserer materialer i solen, kaller astronomer metallisitet. Hvis vi vil ha en jordisk planet, trenger vi stjerner med sollignende metalliciteter. Det er ikke så ille; opptil 25% av stjernene som dannet seg samtidig som solen vår, var mellomstjerner i befolkning I, og mange av dem (kanskje rundt 15%) har samme metallisitet som vår sol.
Det viser seg at det i vår galakse er 11 millioner stjerner som vår, med samme indeks av tunge elementer. Hvor mange av disse 11 millioner sol-tvillingene har jord-tvillinger i sine beboelige soner?
Vi må danne en solid planet av riktig størrelse, med nok elementer, riktig mengde vann, og på rett sted for å bli betraktet som jordens tvilling. Alle disse problemene er sammenkoblet. Man skulle tro at hvis den sentrale stjernen hadde riktig elementær overflod, så skulle de resulterende planetene ha samme tetthet til radiusforhold som i solsystemet vårt. Men hvis planeten din har 20% mer radius enn Jorden, vil du sikkert få en konvolutt med lette gasser - hydrogen og helium - som vil beskytte planeten din, selv om du er i den indre delen av solsystemet.
En verden som er 60% større enn Jorden, vil være fem ganger massen, som er for mye til å være en solid planet med en tynn atmosfære. Hvis vi blar gjennom alle estimatene igjen, får vi fra førti til hundre tusen landplaneter med jordbaserte baner rundt stjerner av soltype. Med 400 milliarder stjerner er oddsen ekstremt slank.
Og husk at det egentlige formålet med å finne slike planeter er å finne verdener som kan støtte jordlignende liv. Og hvis det er målet, ikke se etter jordas "doble"; det er bedre å lete etter mindre planeter i nærheten av M-klasse stjerner. Bedre å se etter landverdige verdener i potensielt beboelige soner i nærheten av stjerner. Det vil være mange flere alternativer.
ILYA KHEL
