WIZJA ASTRONOMII PLASTYCZNEJ
PRAWA I ZASADY ŻYCIA NA EGZOKSIĘŻYCACH
Egzoukłady planetarne otwierają wiele możliwości przed bioastronomią. Najogólniej podstawowe prawa i zasady egzoplanetologii i egzolunarystyki bioastronomicznej są następujące.
Widmo planety lub księżyca obdarzonego życiem zawierać będzie trzy parametry, składniki wskazujące na obecność na nich: dwutlenku węgla (cecha atmosfery, np. tak jest w przypadku Wenus i Marsa), wody (wskazującej na obecność zbiorników, np. oceanów) i tlenu (ozonu O3) (cecha życia ziemskiego). Ważnym dowodem życia na globie jest stwierdzenie tam pasm pochłaniających czerwone światło chlorofilu oraz uporządkowanego promieniowania radiowego, a więc zjawiska sztucznego.
Zgodnie z wysuniętą w 1992 r. przez George’a Wetherilla koncepcją, duże planety typu Jowisza lub Saturna mają w kosmosie znaczenie dla istnienia życia na planetach i księżycach mniejszych, ziemskich, gdyż wyrzucają małe obiekty poza układ, chroniąc je przed impaktami z ich strony (wystąpi to więc nie co np. 100 tys. lat, a co kilka milionów czy miliardów lat).
Planeta lub księżyc ekosferyczny muszą mieć pewne cechy, związane głównie z cechami ich orbit, masy oraz cechami centralnej gwiazdy lub kilku gwiazd. Planet i księżyców ziemskich i ekosferycznych należy szukać wśród gwiazd ciągu głównego (tu stabilność promieniowania gwiazdy i jej wielkości; jest ich ok. 90% gwiazd Galaktyki), wolno wirujących typu zbliżonego do G, a więc F, K i M (94% gwiazd, wymagany wiek gwiazd – od 3-4 mld lat; jest to czas potrzebny w ewolucji gwiazdy na pojawienie się i rozwój życia) i rodzaju I (nie zaś II), zawierającego jako populacje młodsze ważne dla życia pierwiastki ciężkie.
Sprzyjających, jak się uważa, życiu, „środkowych” widmowo gwiazd typu G i innych gwiazd o procentowej częstości w Galaktyce, masach, jasności, czasach istnienia na ciągu głównym jest odpowiednio około: G: 4%, 0,9-1,1 ms, 0,4-1,8 js, 8-16 mld lat; O: 1%, 16-100 ms, 4000-15000 js, 3-30 mln; B: 1%, 2,5-16 ms, 50-4000 js, 30-400 mln; A: 1%, 1,6-2,5 ms, 8-50 js, 0,4-2 mld; F: 1%, 1-1,6 ms, 1,8-8 js, 2-8 mld; K: 9%, 0,6-0,9 ms, 0,02-0,4 js, 16-80 mld; M: 80%, 0,08-0,6 ms, 0,000001-0,02 js, 80 mld-biliony. Poza ciągiem głównym niekorzystne dla ekosfer są gwiazdy pochłaniające na pewnym etapie swej ewolucji swe bliższe planety olbrzymy i niszczące lub wyrzucające poza układ planety i księżyce, wybuchające jako supernowe oraz zmieniające się w czasie nadolbrzymy (K. Croswell, s. 89-97).
Z kolei gwiazdy mało masywne dają ich ekosferom czas sięgający np. teoretycznie bilionów lat. Przy gwieździe masywnej, np. 1,25 ms, życie trwałoby krócej osiągając hipotetycznie poziom np. 4 mld lat wieku Ziemi, przy masie gwiazdy 1,5 ms – 0,5 mld wieku Ziemi (a więc nie przekroczyłoby poziomu bakterii). Ogólnie jednak gwiazdy ciągu głównego wraz z upływem czasu, zwłaszcza pod koniec ich życia, zwiększają swą jasność i moc, przesuwając granice ekosfer dalej od gwiazdy. Przy np. Słońcu za 0,5 mld lat promień ekosfery wyniesie odpowiednio – poza 1 j.a., za 1-3 mld lat – 1,5 j.a., za 5,5 mld lat – 2-3 j.a., za 6,5 mld lat– ponad 10 j.a.
Trzeba tu jednak zwrócić uwagę na pewien aspekt samej teorii ekosfery wg Strugholda – Gadomskiego. Zgodnie z nią wokół gwiazd znajduje się tzw. obszar potencjalnych warunków dla zaistnienia życia – nie za daleko i nie za blisko gwiazdy dostarczającej globu energii. W naszym systemie w ekosferycznym obszarze znajdują się Wenus, Ziemia i Mars. Koncepcja ekosfery (łącznie z obliczeniami M. Harta, zgodnie z którymi pas ekosferyczny w naszym Układzie Słonecznym jest bardzo wąski, obejmujący głównie Ziemię) błędnie zakłada działanie jedynego czynnika związanego z odległością od udzielającej energii gwiazdy, nie zaś innych, np. warunków panujących w danym obłoku gazowo-pyłowym, rozsiewającym związki organiczne i innych, np. masy globu, odpowiedzialnej głównie za wystąpienie i utrzymanie atmosfery i związanego z tym odpowiedniego ciśnienia koniecznych dla istnienia tam wody ciekłej.
W zależności od cechy gwiazdy, głównie jej jasności i stabilności, różne orbity ekosferycznych planet i księżyców byłyby optymalne – dla gwiazd słabych, stabilniejszych, dłużej egzystujących – lokalizacja przy gwieździe, dla silniejszych – lokalizacja dalsza. Pewną cechą modyfikującą są tu fizyczne cechy gwiazd (np. rozbłyski, pulsy, inne zmiany itd.), ich wielość (dla gwiazd wielokrotnych modyfikowane przez nie orbity byłyby mniej stabilne – dlatego niektóre gwiazdy musiałyby być „rozstrzelone”, tak aby orbity planet z księżycami były proste), cechy planet i księżyców oraz ich orbit – tu cykl dobowy musiałby być w miarę umiarkowany, nachylenie osi planet i księżyców również (też mimośród planet, czyli ekscentryczność orbit – przy elipsie wahania klimatu planety i księżyca byłyby większe niż przy orbicie kołowej). Pewne znaczenie będą tu miały też niektóre inne cechy układów planetarnych, tu chodzi np. o częstość planet i księżyców typu ziemskiego. Jaka jest ich relacja do megaplanet? Otóż zgodnie z wiedzą astrofizyczną, obiekty mniejsze występują częściej. Stąd duża częstość planet jowiszowych, licznie odkrywanych, świadczyć może o jeszcze większej liczbie mniejszych planet i księżyców ziemiopodobnych. Swoiste miejsce zajmują tu też księżyce megaplanet (te, często gazowe kule, niezbyt sprzyjają życiu, natomiast, o ile istnieją wokół nich – podobnie jak w naszym Układzie Słonecznym, księżyce dużych planet zewnętrznych – podobne do tych planet ziemskich, może tu istnieć życie).
Powyższe rysunki autora przedstawiają powierzchnię, formy życia i przyszłą obecność człowieka na księżycach odkrytych planet pozasłonecznych.
Bibliografia:
P. Artymowicz, „Astrofizyka układów planetarnych”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1995.
K. Croswell, „Łowcy planet. W poszukiwaniu nieznanych światów”, Prószyński i S-ka, Warszawa 2002.
P. Halpern, „Łowcy planet. Tropem Wolszczana w poszukiwaniu planet w naszej Galaktyce”, Amber, Warszawa 1999.
A. Przychodzeń, „Nowe świary. Rozmowa z Michelem Mayorem z Universite de Geneve i Paulem Butlerem z University of California w Berkeley”, „Wprost”, 1998, nr 19.
C. Sagan, „Poszukiwanie życia pozaziemskiego”, „Świat Nauki”, 1994, nr 12.
Z. Sołtys, T.Z. Dworak, „Życie we Wszechświecie”, „Postępy Astronomii”, 1994, nr 2.
„Układy planetarne wokół gwiazd”, „Urania – Postępy Astronomii”, 2001, nr 5.
R. Zubrin, „Narodziny cywilizacji kosmicznej”, Prószyński i S-ka, Warszawa 2003.
Czekając na sygnał – egzoksiężyc planety HD 10697 B
Księżyc bogatej biogeologii – egzoksiężyc planety HD 213240 B
Lodowo-wodny świat – egzoksiężyc planety HD 10697 B
(Ostatni) Sen – egzoksiężyc planety HD 10697 B
Zobacz galerię zdjęć:
Komentarze
Pokaż komentarze (2)