WIZJA ASTRONOMII PLASTYCZNEJ
PROBLEMY UKŁADU OKRESOWEGO PLANET
Nie spodziewamy się życia w środowisku, w którym nie ma ciekłej wody. Wszystko, co wiemy o warunkach, w których mogą przetrwać ziemskie organizmy, skłania do konkluzji, że obecność wody jest warunkiem koniecznym ich istnienia.
Donald Goldsmith, W poszukiwaniu życia na Marsie
Aby zrozumieć, co wpływa na pogodę, a zwłaszcza na jej zmiany, warto poznać podstawy ogólnej cyrkulacji atmosferycznej. (…) Pogoda jest złożonym zjawiskiem (…).
Storm Dunlop, Pogoda
7.1. ISTNIENIE (TENDENCJI DO) PODSTAW EGZOLUNARYSTYKI
Współczesna astronomia i planetologia, w nikłym stopniu zajmując się egzolunarystyką i możliwością istnienia dużych egzoksiężyców, zdaje się nie brać pod uwagę szans na ich występowanie. Podobnie jest z setiologią i bioastronomią. Występowanie jednak jednego, ziemskiego przypadku kosmicznego życia i cywilizacji już wystarczy aby sama dziedzina miała sens i by problem został poprawnie postawiony. Jednak, rzeczywiście, potrzeba tu pewnych tez i pewniejszych teorii, aby problem egzożycia i egzoksiężyców zapewnił dojrzalszą wiedzę. Potrzebna jest więc odpowiedź na pytanie, czy istnieje tendencja do tworzenia egzomegaksiężyców. Podobnie odkrycie choćby jednego pozaziemskiego przykładu życia podniosłoby rangę egzobiologii. Zatem czy istnieje pełnoprawna empiryka egzomegalunarystyki?
Wystarczy tu przykład Układu Słonecznego i istnienia megaksiężyców. Nie jest tu istotne, czy zbadamy megaplanety bliskie Słońcu (jak Jowisz i Saturn) czy dalsze (Uran i Neptun). Jeśli istnieje tu wiele (więcej niż jeden) megaksiężyców, udowodni to istnienie owej tendencji do ich „produkowania”, a więc i możliwość występowania wielu egzomegaksiężyców. Zatem – czy istnieją megaksiężyce (w formie potencjalno-ziemskiej?) w Układzie Słonecznym?
7.2. UKŁAD OKRESOWY EGZOKSIĘŻYCÓW A PIERWIASTKI CIĘŻKIE
Czy teoria układu okresowego mogłaby pomóc odpowiedzieć na pytanie, czy możliwe jest powstawanie ekosferycznych egzomegaksiężyców? O egzoksiężyce, na których jest ciekła woda nie należy się martwić, gdyż te już na starcie są biogennymi księżycami. Problem jest w obszarze pod-egzomegaksiężyców.
Jednak rozpatrujemy tu pas promienia orbity egzomegaplanety wynoszący ok. 1 AU (takich egzoplanet jest wiele), a więc jest to obszar obecności pierwiastków ciężkich (w naszym układzie planetarnym tworzące księżyce pierwiastki np. dla układu Jowisza i Saturna są bardziej lotne, zatem te księżyce mają mniejsze masy).
A więc gdyby nasze księżyce były zbudowane z ciężkich pierwiastków (np. takich jak Ziemia o gęstości 5,52 g/cm3), to masy tych księżyców byłyby następujące: Io – 1,382 ∙ 1023 kg (wobec istniejącej 8,94 ∙ 1022 kg), Europa – 8,921 ∙ 1022 (wobec 4,80 ∙ 1022 ), Ganimedes – 4,211 ∙ 1023 (wobec 1,48 ∙ 1023), Kallisto – 3,205 ∙ 1023 (wobec 1,08 ∙ 1023), Tethys – 3,308 ∙ 1021 (wobec 7,55 ∙ 1020), Dione – 4,025 ∙ 1021 (wobec 1,05 ∙ 1021), Rhea – 1,033 ∙ 1022 (wobec 2,49 ∙ 1021), Tytan – 3,964 ∙ 1023 (wobec 1,35 ∙ 1023), Ariel 4,19 ∙ 1021 (wobec 1,26 ∙ 1021), Umbriel – 4,862 ∙ 1021 (wobec 1,33 ∙ 1021), Tytania – 1,143 ∙ 1022 (wobec 3,48 ∙ 1021), Oberon – 1,059 ∙ 1022 (wobec 3,03 ∙ 1021). Zauważmy, że trzy księżyce – Ganimedes, Kallisto i Tytan przekroczyłyby tu próg atmosferycznego księżyca.
Ponadto egzoksiężyce te jako zbudowane z ciężkich pierwiastków mogłyby mieć żelazne, płynne jądra, wytwarzające pole magnetyczne, sprzyjające aktywności globu (np. tektonicznej). Ganimedes ma na przykład pole magnetyczne. Przypuszcza się, że obecnie za cienką atmosferę Marsa (o gęstości globu 3,95 g/cm3) oraz brak na powierzchni ciekłej wody odpowiedzialne jest właśnie wygasłe pole magnetyczne planety.
7.3. PODSTAWOWE CECHY (POD)POZIOMÓW CIECZOWYCH
Na czym polega istota modelu, porównania układu cieczy do układu okresowego (tablicy) pierwiastków Mendelejewa? Istnieją tu różne grupy układów, których elementem jest dana ciecz. Ciecz jest tu odpowiednikiem pierwiastka. Istnieją takie poziomy cieczy jak: zwykła woda, słona woda (solanka), ciecz metanowa i ciecz azotowa. Jest to hierarchia pewnych poziomów, system gry, do której wchodzą związki chemiczne, układy, których elementem jest ciecz.
Najistotniejszym jednak wnioskiem-implikacją tego modelu jest istnienie – w obrębie poszczególnych (czterech) grup – podgrup (tak jak w układzie okresowym pierwiastków istnieją podtypy i podpowłoki, np. dla metali przejściowych i dla niemetali). Zatem istnieje układ okresowy wody.
Dalsze, po zwykłej wodzie, podgrupy są bardzo ubogie i nieaktywne (właściwie od poziomu metanowego, bo jeszcze przy solance grupa ma wiele cech poziomu zwykłej wody, z możliwością tworzenia para-białkowego życia włącznie). Podobnie w układzie pierwiastków bardzo aktywną, dającą wiele różnych modyfikacji związków, jest grupa wodoropodobna. Tutaj jej odpowiednik, woda, może stać się podstawą jako rozpuszczalnik tworzenia niemal nieskończonej liczby substancji (np. w połączeniu z podgrupą węglową może stać się podstawą dla białek i różnych form biologicznych życia).
I tutaj, w obrębie poziomu zwykłej wody istnieje drugi podukład okresowy cieczy – jednak o różnych odmianach i modyfikacjach. Ten podukład zawiera substancje empirycznie znane; jest to bogaty materiał doświadczalny. Grupy – solankową, a zwłaszcza metanową (Tytan) i azotową (Tryton) słabo poznaliśmy. Są to bardzo egzotyczne ciecze i nie znamy na przykład opartych o nie form życia.
Wraz z poszczególnymi poziomami cieczy pojawiać się będą różne oparte o nie poziomy geologiczne i geomorfologiczne planet i księżyców, które (nieodkryte jeszcze) można przewidywać.
7.4. FORMY MORFOLOGICZNE OBIEGÓW WODNYCH NA EGZOKSIĘŻYCACH – SYMULACJE WSTĘPNE
Pozostając w obrębie układu okresowego cieczy dla egzoplanet i egzoksiężyców, istnieje wiele różnych form morfologicznych obiegów wody w ramach klimatów ziemskich. Inny on będzie na przykład na Antarktydzie, w Nowej Zelandii, Australii, Indonezji, Japonii, Chinach, w Tybecie, Włoszech, Polsce, Anglii, Norwegii, Kanadzie, Stanach Zjednoczonych, Meksyku, w dżungli amazońskiej, na Tahiti, Saharze czy w południowej Afryce. Są to namiastki tego, co spotkamy kiedyś na egzoksiężycach i egzoplanetach. Tak też to wygląda w symulacjach komputerowych.
7.5. (NIE)OGRANICZONA AKTYWNOŚĆ – ISTOTA STRUKTUR W KOSMOSIE
Podstawową cechą struktur w kosmosie jest ich aktywność (tzw. płodność), czyli gotowość do przyjęcia (realizacja) pewnych wartości (w miarę różnych, nieograniczonych i związanych z wieloma tzw. stopniami swobody). Jakie to ma konsekwencje dla układu okresowego cieczy i egzolunarystyki?
Powyższa prawidłowość odnosi się do geologicznych globów (bardziej poliglobów, takich jak np. Ziemia, hipotetyczne ekosferyczne egzoksiężyce planet HD 28185 B, HD 10697 B i HR 810 B, niż monoglobów, takich jak Księżyc, planety pulsarów, księżyc Plutona Charon czy księżyc Jowisza Elara), pierwiastków i związków chemicznych (bardziej polipierwiastków i polizwiązków aktywnych, takich jak np. węgiel, tlen, wodór, woda, niż monopierwiastków, takich jak gazy szlachetne czy nawet krzem), układów pogodowych (bardziej polisystemów, takich jak np. Oceania, Nowa Zelandia niż monosystemów, takich jak pustynia Atacama w Chile, Arktyka i Antarktyda).
Jest to zarazem wejście, „wkręcenie” w ograniczoną swoistymi ramami sytuację uzależniającej gry (im wyżej, tym silniej) (z wszystkimi tego faktu konsekwencjami; rekiny czy wieloryby nie przeżyłyby na Saharze, tak jak bakterie beztlenowe w atmosferze; z kolei gatunek dominujący jak człowiek jest bardziej uzależniony od środowiska niż bakterie).
Powyższe rysunki autora przedstawiają powierzchnię, formy życia i przyszłą obecność człowieka na księżycach odkrytych planet pozasłonecznych.
Bogactwo biologii – egzoksiężyc planety HD 28185 B
Peryferyjny lodowy świat – egzoksiężyc planety HD 10697 B
Badania hydrogeologiczne – egzoksiężyc planety HD 28185 B
Spotkanie przy lekturze – egzoksiężyc planety HD 28185 B
Bibliografia:
M. Królikowska-Sołtan i in., „Astronomia. Słownik szkolny”, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1999.
D.L. Mammana, D.W. McCarthy, Jr., „Inne słońca, inne światy? Poszukiwania planet wokół innych gwiazd”, Prószyński i S-ka, Warszawa 1998.
Tagi: hd 28185 b, hd 10697 b
Zobacz galerię zdjęć:
Komentarze
Pokaż komentarze (10)