Zona locuibila

Zonă locuibilă , zonă locuibilă , zonă de viață [1] ( ing.  zonă locuibilă, HZ ) în astronomie  - o zonă condiționată în spațiu , determinată pe baza faptului că condițiile de pe suprafața planetelor situate în ea vor fi apropiate de condițiile pe Pământ şi va asigura existenţa apei în fază lichidă . În consecință, astfel de planete (sau sateliții lor ) vor fi favorabile pentru apariția vieții , similar cu pământul. Probabilitatea de apariție a vieții este cea mai mare în zona locuibilă din vecinătatea stelei ( zona locuibilă circumstelară, CHZ ), în timp ce se află în zona locuibilă a galaxiei ( zona locuibilă galactică, GHZ ), deși cercetările asupra acesteia din urmă sunt încă în curs. copilăria ei.

Prezența unei planete în zona locuibilă și favorabila ei pentru viață nu sunt neapărat legate: prima caracteristică descrie condițiile din sistemul planetar ca întreg, iar a doua - direct pe suprafața unui corp ceresc.

... s-a așezat pe scaunul unui urs mare și puternic, dar i s-a părut prea greu. S-a mutat pe scaunul ursului din mijloc, dar i s-a părut prea moale. În cele din urmă, s-a lăsat jos în fotoliul unui pui de ursuleț și i s-a părut că nu tare, nici moale, ci tocmai potrivit.

Povestea populară engleză „Trei urși” tradusă de M. Klyagina-Kondratieva

În literatura engleză, zona locuibilă este numită și Zona Goldilocks .  Numele este o referire la basmul englezesc Goldilocks and the Three Bears , cunoscut în rusă drept „Cei trei urși ”. În basm, Goldilocks încearcă să folosească mai multe seturi de trei obiecte omogene, în fiecare dintre ele unul dintre obiecte se dovedește excesiv la un anumit parametru (mare, tare, fierbinte etc.), celălalt este insuficient (mic, moale, rece...) , iar al treilea, intermediar între ele, subiectul cade „exact”. În mod similar, pentru a fi în zona locuibilă, planeta trebuie să nu fie nici prea departe de stea, nici prea aproape de ea, ci la distanța „corectă”.

Zona locuibilă a unei stele

Limitele zonei locuibile sunt stabilite pe baza cerinței ca planetele din aceasta să aibă apă în stare lichidă, deoarece este un solvent necesar în multe reacții biochimice.

Dincolo de marginea exterioară a zonei locuibile, planeta nu primește suficientă radiație de la lumina centrală pentru a compensa pierderile de radiație, iar temperatura sa va scădea sub punctul de îngheț al apei. O planetă mai aproape de soare decât marginea interioară a zonei locuibile ar fi supraîncălzită de radiația sa, provocând evaporarea apei.

Distanța de la stea unde acest fenomen este posibil este calculată din dimensiunea și luminozitatea stelei. Centrul zonei locuibile pentru o anumită stea este descris de ecuația:

, Unde:  este raza medie a zonei locuibile în unități astronomice ,  este indicele bolometric ( luminozitatea ) al stelei,  este indicele bolometric (luminozitatea) al Soarelui.

Zona locuibila in sistemul solar

Există diferite estimări ale zonei în care zona locuibilă se extinde în Sistemul Solar :

Limită interioară, a.e. Limită externă, a.u. Sursă Note
0,725 1.24 Dole 1964 [2] Estimată presupunând o atmosferă transparentă optic și un albedo fix .
0,95 1.01 Hart et al. 1978, 1979 [3] Stelele K0 și dincolo nu pot avea o zonă locuibilă
0,95 3.0 Fogg 1992 [4] Evaluare folosind ciclurile carbonului
0,95 1,37 Casting și colab. 1993 [5]
— 1-2% mai departe... Budyko 1969 [6] , Sellers 1969 [7] , North 1975 [8] … duce la glaciare globală.
4-7% mai aproape... — Rasool & DeBurgh 1970 [9] … și oceanele nu se vor condensa.
— — Schneider și Thompson 1980 [10] Critica lui Hart.
— — Casting 1991 [11]
— — Casting 1988 [12] Norii de apă pot îngusta zona locuibilă pe măsură ce cresc albedo-ul și, prin urmare, pot contracara efectul de seră .
— — Ramanathan și Collins 1991 [13] Efectul de seră pentru radiația infraroșie are un efect mai puternic decât creșterea albedo-ului din cauza norilor, iar Venus ar fi trebuit să fie uscată.
— — Lovelock 1991 [14]
— — Whitemire și colab. 1991 [15]

Zona locuibilă galactică

Considerațiile conform cărora amplasarea sistemului planetar , situat în interiorul galaxiei , ar trebui să aibă un impact asupra posibilității de dezvoltare a vieții, au condus la conceptul așa-numitului. „zonă locuibilă galactică” ( ing.  GHZ , zonă locuibilă galactică ). Conceptul a fost dezvoltat în continuare în 1995 de Guillermo González [16] , în ciuda faptului că a fost contestat [17] .

Zona galactică locuibilă este, conform ideilor disponibile în prezent, o regiune în formă de inel situată în planul discului galactic . În Calea Lactee , se estimează că zona locuibilă este situată într-o regiune de la 7 până la 9 kpc de centrul galaxiei , extinzându-se în timp și conținând stele vechi de 4 până la 8 miliarde de ani. Dintre aceste stele, 75% sunt mai vechi decât Soarele [18] .

În 2008, un grup de oameni de știință a publicat simulări computerizate [19] care, cel puțin în galaxii precum Calea Lactee, stelele precum Soarele pot migra pe distanțe lungi. Acest lucru contrazice conceptul că unele zone ale galaxiei sunt mai potrivite pentru formarea vieții decât altele [20] [21] .

Căutați planete în zona locuibilă

Planetele din zonele locuibile sunt de mare interes pentru oamenii de știință care caută atât viață extraterestră, cât și viitoare case pentru omenire [22] .

Ecuația Drake , care încearcă să determine probabilitatea existenței unei vieți inteligente extraterestre, include o variabilă ( ne ) ca numărul de planete locuibile în sistemele stelare cu planete. Găsirea exoplanetelor Goldilocks ajută la rafinarea valorilor acestei variabile. Valorile extrem de scăzute pot susține ipoteza unică a Pământului , care afirmă că o serie de evenimente și evenimente extrem de puțin probabile au dus la originea vieții pe Pământ. Valorile ridicate pot întări principiul lui Copernican al mediocrității în poziție: un număr mare de planete Goldilocks înseamnă că Pământul nu este unic.

Căutarea planetelor de dimensiunea Pământului în zonele locuibile ale stelelor este o parte cheie a misiunii Kepler , care utilizează Telescopul Spațial (lansat pe 7 martie 2009, UTC) pentru a cerceta și a caracteriza planetele din zonele locuibile [23] . În aprilie 2011, au fost descoperite 1235 de planete posibile, dintre care 54 sunt situate în zone locuibile [24] .

Prima exoplaneta confirmata in zona locuibila, Kepler-22 b  , a fost descoperita in 2011 [25] . Începând cu 3 februarie 2012, se știe că patru planete confirmate în mod fiabil se află în zonele locuibile ale stelelor lor [26] .

Pe 23 iulie 2015, exoplaneta Kepler-452 b a fost descoperită în constelația Cygnus . Diametrul său este cu doar 60% mai mare decât diametrul Pământului, ceea ce îl face mai asemănător cu planeta noastră decât sa descoperit anterior. Perioada de revoluție a planetei în jurul stelei este de 385 de zile, ceea ce este, de asemenea, extrem de apropiată de perioada de revoluție a Pământului în jurul Soarelui [27] .

Pe 22 februarie 2017, NASA a anunțat că a descoperit șapte exoplanete simultan în apropierea stelei pitice ultrarece TRAPPIST-1 , dintre care trei au dimensiuni comparabile cu Pământul și sunt situate în „zona locuibilă” cu posibilitatea de apă lichidă . 28] .

După ce telescopul spațial Gaia a rafinat datele privind distanța a până la 130 de milioane de stele și luminozitatea acestora, din 30 de exoplanete asemănătoare Pământului și potențial locuibile găsite de telescopul Kepler , 12 planete și-au păstrat statutul de lumi asemănătoare Pământului în spațiul locuibil. zonă în 2018 (după estimări optimiste) sau 2 planete (după estimările cele mai pesimiste) [29] [30] .

TOI-700 d este prima exoplanetă terestră descoperită, situată în zona locuibilă a stelei sale. Descoperit prin metoda tranzitului cu telescopul TESS [31] .

Critica

Conceptul de zonă locuibilă este criticat de Ian Stewart și Jack Cohen în Evolving the Alien . Cele două obiecții principale sunt că, pe de o parte, se presupune că viața extraterestră are aceleași cerințe pentru condițiile de mediu ca și cea terestră (așa-numitul „ șovinism carbonic ”), iar pe de altă parte, circumstanța este trecută cu vederea. că apropierea de soare nu este singura modalitate posibilă de a crea suficientă temperatură pe planetă [32] . În special, se crede că luna Europa a lui Jupiter are un ocean subteran puternic apos, destul de încălzit, ale cărui adâncimi amintesc foarte mult de adâncimea oceanelor pământului. Existența extremofililor pe Pământ , cum ar fi tardigradele , face ca existența vieții pe Europa să fie destul de posibilă, în ciuda faptului că Europa se află în afara zonei de locuit calculate. Pe Titan , luna lui Saturn, viața poate să nu fie oxigen-hidrogen (apă), ci mai degrabă pe bază de metan. Potrivit astronomului Carl Sagan , viața non-acvatică este posibilă și pe giganți gazosi precum Jupiter.

Cantități variate de activitate vulcanică, efectele mareelor, masa planetară și chiar dezintegrarea radioactivă pot afecta nivelul de căldură și radiație de pe o planetă și pot reduce condițiile prealabile pentru viață pe planetele din zonele locuibile. Astfel, deși este probabil ca viața terestră să se adapteze la un mediu corespunzător celui din Europa, originea vieții pe aceasta din urmă este mult mai puțin probabilă din cauza radiațiilor severe la care este expusă Europa din puternicul câmp magnetic al lui Jupiter. Și este posibil ca pe o planetă care în cele din urmă a depășit zona locuibilă (de exemplu, pe aceiași giganți gazosi și Titan sau alt satelit al lui Saturn Enceladus ), viața este mai probabilă decât pe una care, conform calculelor generale, este inclusă. în ea.

Note

  1. ↑ Vladimir Surdin . Zona de viață // Varianta Trinity. - 2014. - Nr 2 (146).
  2. ↑ Planets for Man, Dole & Asimov 1964 . Data accesului: 30 ianuarie 2011. Arhivat din original la 12 august 2012.
  3. ↑ Hart et al 1978, 1979 Icarus vol. 37, 351-35
  4. ↑ Fogg 1992
  5. ↑ Kasting et al 1993, Icarus 101, 108-128
  6. ↑ Budyko 1969
  7. ↑ Vânzători 1969
  8. ↑ Nord 1975
  9. ↑ Rasool & DeBurgh 1970
  10. ↑ Schneider și Thompson 1980
  11. ↑ Kasting 1991
  12. ↑ Kasting 1988
  13. ↑ Ramanathan și Collins 1991
  14. ↑ Lovelock 1991
  15. ↑ Whitemire et al 1991
  16. ↑ Guillermo Gonzalez , Donald Brownlee, Peter Ward. Zona Galactică Habitabilă: Evoluția Chimică Galactică  : [ ing. ] // Icar  : rec. științific revista . - 2001. - T. 152, nr. 1. - S. 185-200. — ISSN 0019-1035 . - arXiv : astro-ph/0103165 . - Cod biblic . - doi : 10.1006/icar.2001.6617 . — PMID 14704421 .
  17. ↑ Nikos Pranzos. Pe „Zona Galactică Locuibilă”  : [ ing. ] // Review Science Science  : op. științific revista . - 2008. - T. 135, nr. 1-4. - S. 313-332. — ISSN 1572-9672 . — arXiv : astro-ph/0612316 . - doi : 10.1007/s11214-007-9236-9 . .
  18. ↑ Charles H. Lineweaver, Yeshe Fenner, Brad K. Gibson. Zona galactică locuibilă și distribuția pe vârste a vieții complexe în Calea Lactee  : [ ing. ] // Știință  : rec. științific revista . - 2004. - T. 303, nr. 5654. - S. 59-62. — ISSN 0036-8075 . — arXiv : astro-ph/0401024 . - doi : 10.1126/science.1092322 .
  19. ↑ Rok Roškar, Victor P. Debattista, Thomas R. Quinn, Gregory S. Stinson și James Wadsley. Riding the Spiral Waves: Implications of Stellar Migration for the Properties of Galactic Disks  : [ ing. ] // Jurnalul de astrofizică  : op. științific revista . - 2008. - T. 684, nr 2. - S. L79-L82. — ISSN 0004-637X . - arXiv : 0808.0206 . - doi : 10.1086/527546 . .
  20. ↑ Imigrant Sun: Steaua noastră ar putea fi departe de unde a început în Calea Lactee  . Newswise.com (15 septembrie 2008). Data accesului: 24 ianuarie 2013. Arhivat din original pe 2 februarie 2013.
  21. ↑ Stephen Battersby. Călătoria sălbatică a Pământului: Călătoria noastră prin Calea Lactee  (engleză) . New Scientist (5 decembrie 2011). Data accesului: 24 ianuarie 2013. Arhivat din original pe 2 februarie 2013.
  22. ↑ Joe Palca. Temperatura planetei „Bucurile de aur” este potrivită pentru viață . Consultat la 5 aprilie 2011. Arhivat din original pe 27 februarie 2012.
  23. ↑ David Koch; Alan Gould. Prezentare generală a misiunii Kepler  (engleză)  (link indisponibil) . NASA (martie 2009). Consultat la 2 aprilie 2009. Arhivat din original la 11 octombrie 2007.
  24. ↑ Mike Wall. Imaginea arată 1.235 de lumi potențiale  extraterestre . FOX News (aprilie 2011). Consultat la 3 aprilie 2011. Arhivat din original pe 27 februarie 2012.
  25. ↑ Ivan Terekhov. Kepler- 22b este prima exoplanetă confirmată vreodată în zona locuibilă . 3dnews.ru (12 iulie 2011). Preluat: 5 ianuarie 2012. 
  26. ↑ Date despre potențialele exoplanete și exoluni locuibile  . Laboratorul de Habitabilitate Planetară (2 februarie 2012). Preluat la 3 februarie 2012. Arhivat din original la 5 iunie 2012.
  27. ↑ Daria Zhelnina. Novaia Zemlya: Prima exoplanetă similară cu a noastră descoperită . National Geographic (23 iulie 2015). Preluat la 4 martie 2016. Arhivat din original la 10 martie 2016.
  28. ↑ Ashley Strickland CNN. Astronomii descoperă 7 planete de dimensiunea Pământului care orbitează în jurul unei stele din apropiere . CNN. Consultat la 22 februarie 2017. Arhivat din original pe 22 februarie 2017.
  29. ↑ Rocky? Locuibil? Sizing up a Galaxy of Planets Arhivat 31 octombrie 2018 la Wayback Machine , oct. 25, 2018
  30. ↑ Cele mai multe „planete asemănătoare Pământului și potențial locuibile” au fost îndepărtate de acest statut Arhivat 10 noiembrie 2018 la Wayback Machine , 31 octombrie 2018
  31. ↑ Telescopul TESS găsește prima planetă de dimensiunea Pământului în zona locuibilă . Consultat la 11 ianuarie 2020. Arhivat din original pe 8 ianuarie 2020.
  32. ↑ Jack Cohen, Ian Stewart. Evoluția străinului: știința vieții extraterestre. — Ediția I. — Ebury & Vermilion. — 388 p. — ISBN 978-0091879273 .

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii