Viață însorită. Opt lumi din sistemul solar unde am putea găsi viață

Soarele este singura stea din Sistemul Solar, toate planetele sistemului, precum și sateliții lor și alte obiecte, inclusiv praful cosmic, se mișcă în jurul lui. Dacă comparăm masa Soarelui cu masa întregului sistem solar, atunci va fi de aproximativ 99,866 la sută.

Soarele este una dintre cele 100.000.000.000 de stele din galaxia noastră și este a patra ca mărime dintre ele. Cea mai apropiată stea de Soare, Proxima Centauri, se află la patru ani lumină de Pământ. Distanța de la Soare la planeta Pământ este de 149,6 milioane de km lumina de la o stea ajunge în opt minute. Steaua este situată la o distanță de 26 de mii de ani lumină de centrul Căii Lactee, în timp ce se rotește în jurul ei cu o viteză de 1 revoluție la fiecare 200 de milioane de ani.

Prezentare: Soare

Conform clasificării spectrale, steaua este un tip de „pitică galbenă”, după calcule grosiere, vârsta sa este de puțin peste 4,5 miliarde de ani, se află la mijlocul ciclului său de viață.

Soarele, format din 92% hidrogen și 7% heliu, are o structură foarte complexă. În centrul său se află un nucleu cu o rază de aproximativ 150.000-175.000 km, ceea ce reprezintă până la 25% din raza totală a stelei în centrul său temperatura se apropie de 14.000.000 K.

Miezul se rotește în jurul axei sale cu viteză mare, iar această viteză depășește semnificativ învelișurile exterioare ale stelei. Aici are loc reacția de formare a heliului din patru protoni, rezultând o cantitate mare de energie care trece prin toate straturile și este emisă din fotosferă sub formă de energie cinetică și lumină. Deasupra miezului există o zonă de transfer radiativ, unde temperaturile sunt în intervalul 2-7 milioane K. Aceasta este urmată de o zonă convectivă de aproximativ 200.000 km grosime, unde nu mai există re-radiere pentru transferul de energie, ci plasmă. amestecarea. La suprafața stratului temperatura este de aproximativ 5800 K.

Atmosfera Soarelui este formată din fotosferă, care formează suprafața vizibilă a stelei, cromosferă, care are o grosime de aproximativ 2000 km și coroană, ultima înveliș exterioară a soarelui, a cărei temperatură se află în intervalul de 1.000.000-20.000.000 K. Din partea exterioară a coroanei provin particule ionizate numite vântul solar.

Când Soarele atinge o vârstă de aproximativ 7,5 - 8 miliarde de ani (adică în 4-5 miliarde de ani), steaua se va transforma într-o „gigant roșie”, învelișurile sale exterioare se vor extinde și vor ajunge pe orbita Pământului, împingând posibil planetă mai departe.

Sub influența temperaturilor ridicate, viața așa cum o înțelegem astăzi va deveni pur și simplu imposibilă. Soarele își va petrece ciclul final al vieții în starea de „pitică albă”.

Soarele este sursa vieții pe Pământ

Soarele este cea mai importantă sursă de căldură și energie, datorită căreia, cu ajutorul altor factori favorabili, există viață pe Pământ. Planeta noastră Pământ se rotește în jurul axei sale, așa că în fiecare zi, fiind pe partea însorită a planetei, putem urmări zorii și fenomenul uimitor de frumos al apusului, iar noaptea, când o parte a planetei cade în partea umbră, pot privi stelele pe cerul nopții.

Soarele are un impact uriaș asupra vieții Pământului, participă la fotosinteză și ajută la formarea vitaminei D în corpul uman. Vântul solar provoacă furtunile geomagneticeși tocmai pătrunderea ei în straturile atmosferei pământului este cea care provoacă atât de frumos fenomen natural, ca și aurora boreală, numită și lumini polare. Activitatea solară se modifică spre scădere sau creștere aproximativ la fiecare 11 ani.

La început era spațială cercetătorii erau interesați de Soare. Pentru observarea profesională, se folosesc telescoape speciale cu două oglinzi, au fost dezvoltate programe internaționale, dar cele mai precise date pot fi obținute în afara straturilor atmosferei Pământului, așa că cel mai adesea cercetările sunt efectuate din sateliți, nave spațiale. Primele astfel de studii au fost efectuate în 1957 în mai multe intervale spectrale.

Astăzi se lansează pe orbită sateliții, care sunt observatoare în miniatură, făcând posibilă obținerea unor materiale foarte interesante pentru studierea stelei. Chiar și în anii primei explorări spațiale umane, mai multe nave spațiale au fost dezvoltate și lansate cu scopul de a studia Soarele. Primii dintre aceștia au fost o serie de sateliți americani, lansati în 1962. În 1976, a fost lansată nava spațială vest-germană Helios-2, care pentru prima dată în istorie s-a apropiat de stea la o distanță minimă de 0,29 UA. În același timp, s-a înregistrat apariția nucleelor ​​ușoare de heliu în timpul erupțiilor solare, precum și undele de șoc magnetice care acoperă intervalul 100 Hz-2,2 kHz.

Un alt dispozitiv interesant este sonda solară Ulysses, lansată în 1990. Este lansat pe o orbită aproape solară și se mișcă perpendicular pe banda ecliptică. La 8 ani de la lansare, dispozitivul și-a încheiat prima orbită în jurul Soarelui. A înregistrat o formă de spirală câmp magnetic luminare, precum și creșterea constantă a acestuia.

În 2018, NASA plănuiește să lanseze aparatul Solar Probe+, care se va apropia de Soare la cea mai apropiată distanță posibilă - 6 milioane de km (aceasta este de 7 ori mai mică decât distanța atinsă de Helius-2) și va ocupa o orbită circulară. Pentru a proteja împotriva temperaturilor extreme, este echipat cu un scut din fibră de carbon.

A doua lună ca mărime a lui Jupiter, Europa poate părea la prima vedere prea departe de Soare pentru a fi un bun candidat pentru viață. Dar Europa are două caracteristici speciale: multă apă - mai mult decât pe Pământ - și ceva încălzire internă, datorită forțelor mareelor ​​lui Jupiter. Sub suprafața sa de gheață, Europa stochează un vast ocean de apă lichidă, iar încălzirea interiorului său datorită gravitației lui Jupiter ar putea crea o situație care amintește puternic de gurile hidrotermale dătătoare de viață de pe fundul oceanelor Pământului. Este puțin probabil ca viața de pe Europa să fie asemănătoare cu cea pe care o avem pe suprafața Pământului, dar viața care poate supraviețui, se poate reproduce și evolua va fi în continuare viață, indiferent cum o numiți.

Una dintre cele mai intrigante - și care necesită cel mai puțin resurse - idei pentru căutarea vieții în oceanul lui Enceladus este lansarea unei sonde prin erupția gheizerului, colectarea probelor și analizarea acestora pentru dovezi. materie organică

Enceladus

Satelitul înghețat al lui Saturn este mai mic decât Europa și există mai puțină apă pe el, dar sub suprafața lui se află un ocean lichid unic (sub un strat de gheață gros de un kilometru). Și aruncă penuri uriașe de apă în spațiu. Aceste gheizere ne anunță că acolo există apă lichidă și, atunci când sunt combinate cu alte elemente și molecule necesare vieții, cum ar fi metanul, amoniacul și dioxidul de carbon, ar putea exista viață sub oceanele acestei lumi. Europa este mai caldă, are mai multă apă, ceea ce înseamnă – credem noi – mai multe șanse. Dar nu-l elimina pe Enceladus, pentru că suprafața sa înghețată este mai subțire, iar erupțiile sale sunt mult mai spectaculoase. Prin urmare, vom putea găsi viață cu o misiune orbitală și nici măcar nu va trebui să forăm în suprafață.

Râurile uscate semnalează Marte bogat în apă în trecut

Marte

Cândva, Planeta Roșie era foarte, foarte asemănătoare cu Pământul. În timpul primului miliard de ani de viață ai sistemului solar, apa a trecut liber pe suprafața marțiană, sculptând râuri și acumulându-se în lacuri și oceane, lăsând indicii care ne ajută astăzi. Caracteristicile asociate cu un trecut acvatic, cum ar fi margele de hematit (care, de altfel, sunt adesea asociate cu viața de pe Pământ), sunt destul de comune. În plus, roverul Curiosity a găsit o sursă subterană activă și variabilă de metan, ceea ce poate indica viața care supraviețuiește astăzi. Astăzi, știm că apa lichidă este încă prezentă pe suprafața lui Marte, deși într-o formă foarte sărată. Dar există viață pe Marte? A fost acolo deloc? Mai trebuie să aflăm.

Suprafața Titanului de sub nori conținea lacuri de metan, râuri și cascade. Dar viata?

Titan

Enceladus ar putea fi cea mai probabilă casă pentru viață în sistemul Saturn, dacă nu am presupune că ar putea fi de tip extraterestră. Poate că viața este diferită sisteme biologice, cu care suntem obișnuiți pe Pământ? Cu o atmosferă mai densă decât planeta noastră, a doua lună ca mărime din sistemul nostru solar - Titan - stochează metan lichid pe suprafața sa: oceane, râuri și chiar cascade. Ar putea viața să folosească metanul pe altă planetă în același mod în care folosește apa pe Pământ? Dacă răspunsul este da, atunci organismele ar putea trăi astăzi pe Titan.

Suprafața lui Venus, capturată de singura navă spațială care a aterizat și a transmis cu succes date din această lume

Venus

Venus este un iad viu. Temperatura de la suprafață este aproape de 482 de grade, așa că niciun dispozitiv nu ar putea supraviețui mai mult de câteva ore după aterizarea pe această planetă fierbinte. Cu toate acestea, este cald nu din cauza suprafeței, ci din cauza atmosferei dense și bogate în dioxid de carbon, acoperită cu pături calde de acid sulfuric. Suprafața lui Venus este evident complet nepotrivită vieții, dar viața nu este posibilă doar la suprafață. Dacă te ridici la o înălțime de 100 de kilometri, în straturile superioare ale norilor lui Venus mediu surprinzător de asemănător cu pământesc: aceleași temperaturi, presiune, aciditate mai mică. Este posibil ca, cu propria sa istorie chimică unică, acest mediu să fie plin de viață pe bază de carbon.

Nave spațiale Voyager 2 a făcut-o fotografie color Luna lui Neptun Triton pe 24 august 1989 de la o distanță de 550.000 de kilometri. Această imagine a fost compusă din imagini trecute prin filtre verzi, violet și ultraviolete

Triton

Probabil că nu ați auzit aproape nimic despre cea mai mare lună a lui Neptun, dar este cea mai uimitoare și unică dintre toate lumile din sistemul solar. Vulcanii negri „fumă” pe el, se rotește complet incorect și au apărut din centura Kuiper. Mai mare și mai masivă decât Pluto și Eris, a fost cândva regele tuturor obiectelor centurii Kuiper, iar acum, orbitând ultima planetă din sistemul nostru solar, prezintă prezența multor materiale importante pentru viață, inclusiv azot, oxigen, apă înghețată. și gheață. Ar putea exista o formă de viață primitivă în această sălbăticie energetică? Destul!

Această hartă a lumii arată suprafața lui Ceres în culori bogate, cuprinzând lungimi de undă în infraroșu dincolo de intervalul vizibil uman

Ceres

Însăși posibilitatea existenței vieții pe acest asteroid poate părea ciudată. Dar când asteroizii lovesc Pământul, găsim nu numai cei 20 de aminoacizi necesari vieții, ci și alți 100: piatra de bază a vieții se află peste tot. Ar putea cel mai mare asteroid dintre toți, care prezintă depozite de sare albă în partea de jos a craterelor sale strălucitoare, să se laude cu viață? Deși răspunsul este „probabil că nu”, merită să ne amintim că ciocnirile dintre asteroizi și obiectele din centura Kuiper au furnizat materia primă pentru apariția vieții primitive pe Pământ. Deși astăzi admitem că biologia activă ar fi putut apărea chiar înainte de formarea Pământului. Dacă da, semnăturile vieții ar putea fi blocate pe lumi precum Ceres, care este considerat un candidat principal pentru căutarea vieții. Trebuie doar să aruncați o privire mai atentă.

Atmosfera lui Pluto capturată de New Horizons

Pluton

Cine s-ar fi așteptat ca cea mai îndepărtată planetă de noi din sistemul nostru - a cărei temperatură este aproape de zero absolut - să devină candidată pentru a adăposti viață? Cu toate acestea, Pluto are o atmosferă și trăsături de suprafață extrem de curioase. Are gheață ca Triton și ceva care seamănă cu atmosfera și oceanul Pământului. Dar viata? New Horizons ne-a oferit o mulțime de informații, dar pentru a fi sigur, trebuie să planificăm o misiune pe Pluto care va ateriza la suprafața sa.

Am crezut întotdeauna că suntem singuri atât în ​​sistemul solar, cât și în universul de neimaginat, și totuși asta este doar efect secundar căutând oameni ca noi, aceeași viață. Dacă ieșim și explorăm toate locurile posibile în care să trăim, s-ar putea să găsim nu numai o viață familiară, ci și una necunoscută. Există o posibilitate și nu este zero. Ori de câte ori ne simțeam fără speranță singuri, Universul avea un mod incredibil de a ne înveseli.

Dar în loc de stele dispărute, moarte, izbucnesc altele noi... Materia nu poate fi distrusă, ea trece de la un tip la altul. Dar din aceste raționamente generale și, probabil, corecte, noi, oamenii Pământului, trebuie să trecem la raționamentul despre moartea inevitabilă a Soarelui și, prin urmare, a Pământului.

De idei moderne, „viața” stelelor precum Soarele nostru este de 10-12 miliarde de ani. Se crede că Soarele a „elaborat” deja jumătate din această perioadă, ceea ce înseamnă că jumătate din combustibilul cu hidrogen a fost deja ars în adâncurile sale. După cum puteți vedea, se spune pe bună dreptate că totul în lume se termină. Dacă vorbim serios despre sfârșitul lumii, adică. despre sfârșitul vieții pe Pământ, atunci acest lucru se poate întâmpla mult mai devreme decât momentul în care Soarele nostru se stinge în sfârșit sau (în stadiul morții) își crește atât de mult dimensiunea încât orbita Pământului devine mai mică decât diametrul Soarelui cu toate consecințele care decurg din motive mai mult decât suficiente. Așadar, astăzi ne vom familiariza cu ipoteze despre cum va muri Soarele nostru.

Știința modernă crede că Soarele mai poate exista încă 5-6 miliarde de ani, iar timp de sute de milioane de ani va rămâne stabil, așa cum pare în prezent. Dar schimbări, desigur, vor avea loc și vor afecta treptat Pământul și umanitatea. Ipotezele despre exact ce schimbări vor avea loc în Soarele nostru și cum se pot termina acestea au fost făcute de oamenii de știință pe baza rezultatelor observațiilor unor stele similare care trec prin diferite etape ale dezvoltării lor. Unele ipoteze s-au născut recent ca urmare a modelării computerizate a numeroase opțiuni pentru posibilul comportament al Soarelui nostru în stadiul în care acesta își epuizează treptat rezervele de combustibil nuclear.

Observațiile stelei, desemnate de astronomi drept obiect NEG 7027, au arătat că se află în etapele finale ale existenței sale. Nu toate procesele care au loc pe această stea „pe moarte, în agonie” pot fi explicate cu încredere. Dar ceea ce se observă este după cum urmează. Steaua a început să pulseze, făcând ca straturile exterioare ale atmosferei stelei să se disipeze și să creeze în jurul ei o coajă care se întinde pe milioane de kilometri. Dacă acest lucru se întâmplă cu Soarele nostru, atunci granița învelișului său de gaz va merge mult mai departe decât Pluto (!). Masa stelei scade rapid în această perioadă. Gazul din învelișul stelei este format în principal din molecule de hidrogen și monoxid de carbon. Sunt prezente și molecule complexe de hidrocarburi.

În paralel cu formarea învelișului exterior, procesele au loc și în partea centrală a stelei: temperatura suprafeței crește peste 200.000 ° C, iar radiațiile de o putere enormă provin din miezul stelei, inclusiv radiații ultraviolete, care ionizează atomii învelișului și îi distruge moleculele. Această fază a existenței unei stele este foarte scurtă, poate doar aproximativ 1000 de ani, adică. doar o clipă după standardele galactice, după care steaua va dispărea, transformându-se într-un nor de gaz. Steaua observată în prezent, NEG 7027, pare a fi chiar în mijlocul acestei faze finale a morții. Probabil, procesele de pe Soarele nostru vor urma același model în viitor.

Astrofizicienii cred că în 1,1 miliarde de ani, temperatura suprafeței Soarelui și luminozitatea acestuia vor crește cu peste 10%. Acest lucru ar putea cauza o creștere a concentrației de vapori de apă în atmosfera Pământului, ducând la un efect de seră atât de rapid încât umanitatea și faună Pur și simplu nu vor avea timp și nu se vor putea adapta. Odată cu această evoluție a evenimentelor, planeta noastră va deveni foarte asemănătoare cu Venus.

Deoarece intensitatea radiațiilor ultraviolete crește pe măsură ce Soarele îmbătrânește, acest lucru va duce la o creștere a conținutului de ozon din atmosfera Pământului. Se știe cum acest lucru poate amenința umanitatea și lumea animală.

O creștere a luminozității Soarelui va duce la topirea gheții în regiunile polare ale Pământului și la o creștere a nivelului Oceanului Mondial, iar o creștere a evaporării apei va determina o accelerare a ciclului apei. Vânturile vor deveni mai puternice și eroziunea solului va crește. Calculele oamenilor de știință arată că, ca urmare a acestor procese, conținutul dioxid de carbonîn atmosfera Pământului va scădea în 900 de milioane de ani atât de mult încât floră poate muri sau degenera într-o asemenea măsură încât va fi de puțin folos pentru hrana oamenilor și animalelor, iar acest lucru va crea, poate, dificultăți de netrecut pentru civilizația pământească. În alte câteva miliarde de ani, radiațiile ultraviolete vor distruge treptat stratosfera și vor evapora oceanele. Pământul se va transforma într-un deșert gol, tăcut, iar Soarele va străluci în continuare deasupra lui, încălzind suprafața fără viață pe care a înflorit cândva viața născută din același Soare.

Ce se va întâmpla lângă Soare? Se știe că sursa energiei stelei sunt procesele de fuziune termonucleară care au loc în miezul stelei. Când combustibilul cu hidrogen se epuizează, miezul se contractă foarte mult. Conform teoriei, după comprimarea nucleului stelelor de tip solar, straturile exterioare se extind în două etape. Prima etapă are loc atunci când miezul se contractă și temperatura acestuia devine mai mare decât în ​​perioada stabilă. O creștere a temperaturii de bază asigură sinteza heliului și, în același timp, stabilitatea este restabilită pentru o perioadă de timp. Miezul stelar devine mai puțin comprimat, iar straturile exterioare devin mai puțin largi.

Rezervele de combustibil de heliu ale stelei sunt consumate rapid, iar după ce sunt complet epuizate, miezul se contractă din nou, iar straturile exterioare se reexpandează. Steaua devine o supergigantă cu o luminozitate semnificativ mai mare decât cea a stelei originale.

Una dintre ipoteze presupune capacitatea Pământului, prin autoreglare, de a menține parametrii de mediu pe suprafața sa pentru o perioadă suficient de lungă și în condiții de luminozitate crescută a Soarelui. Dar, la o examinare mai atentă, este puțin probabil ca această ipoteză să se dovedească a fi sustenabilă. De fapt, ce proprietăți trebuie să aibă materia vie pentru a exista în condițiile în care luminozitatea Soarelui va fi de câteva mii de ori mai mare decât în ​​timpul nostru? Și anume, această luminozitate maximă este așteptată pentru Soare în aproximativ 7,5 miliarde de ani. Calculele astrofizicienilor arată că în ultimele etape de dezvoltare Soarele cantitati mariîși va pierde masa și raza sa va crește la 168 de milioane de km, ceea ce este mult mai mare decât distanța de 150 de milioane de km la care se află în prezent orbita Pământului. Orbitele planetelor Mercur, Venus și Pământ se vor schimba în aceste condiții, iar planetele, mișcându-se în spirală, vor cădea în Soare și vor fi distruse. Acest lucru se va întâmpla, după cum am menționat deja, în 7,5 miliarde de ani.

Ca o consolare, unii oameni de știință raportează că noi calcule arată că acest lucru se va întâmpla Pământului cu aproximativ 200 de milioane de ani mai târziu decât lui Mercur și Venus. Dar în cele din urmă suprafața Pământului se va încălzi într-o asemenea măsură încât viața pe ea va deveni imposibilă.

Noile calcule arată următoarea evoluție a evenimentelor:

Soarele își pierde masa, gravitația scade. Ca urmare, orbita lui Venus va crește de la 108 la 134 de milioane de km, dar acest lucru nu o va salva pe Venus. Traiectoria mișcării sale va fi rapid distorsionată din cauza proximității Soarelui, iar Venus va cădea în centrul Soarelui și se va împrăștia pe discul stelei.

Orbita Pământului va crește încet și pe măsură ce gravitația Soarelui slăbește, transformându-se într-o gigantă roșie, Pământul se va deplasa dincolo de atmosfera sa exterioară. Distanța de la Soare la Pământ va crește la 185 milioane km. Acest lucru o va salva de a cădea în Soare. Dar până în acest moment Pământul va arăta ca Mercur, adică. va fi un bloc pârjolit, cu cicatrici, cu fundul uscat al fostelor oceane. 70% din cerul Pământului va fi ocupat de Soarele roșu, deoarece... Orbita Pământului va fi separată de suprafața Soarelui la o distanță care nu depășește 1/10 din raza solară.

Va evita căderea pe Soare și Marte, care se vor mișca de-a lungul unei orbite extinse. Mai departe, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun și Pluto se vor roti pe orbite extinse. Materia eliberată de Soare în timpul morții sale formează o așa-numită nebuloasă planetară, a cărei densitate va fi neglijabilă. Prin urmare, această nebuloasă nu va avea un impact asupra planetelor care rămân pe noile lor orbite.

Toate aceste procese vor avea loc într-un viitor foarte îndepărtat, sau ceea ce se transformă într-o perioadă de timp inimaginabil de uriașă, va părăsi planeta cu mult timp în urmă sau se va stinge. Este probabil ca în viitor sistemul nostru planetar să fie lipsit de viață. Dar nu poate fi exclus ca evoluția să ducă la apariția unor noi forme, non-umane, de viață inteligentă după plecarea sau schimbarea speciei noastre. Ipotezele științifice în acest caz pot fi combinate cu fantezia, ale cărei limite nu există.

Ce este viața? Există sute de descrieri ale conceptului de viață, esența este prezența metabolismului, creșterii, reproducerii, adaptării etc. Pe Pământ se găsește în aproape toate locurile, de la canale radioactive până la vulcani de adâncime. Baza vieții noastre sunt proteinele și acizi nucleici(simplificat), așa că în căutarea noastră vom căuta condiții și semne similare ale prezenței vieții cunoscute nouă.

Dacă luăm în considerare cele mai apropiate planete de , și , atunci este puțin probabil ca viața proteică să existe acolo. Deocamdată o luăm în considerare doar pentru că Alte forme nu cunoaștem. Mercurul încălzit cu peste 500 de grade și lipsit de atmosferă dispare imediat. Venus, după ce a fost explorată de sondele noastre sovietice, ne-a apărut și sub forma unui mic iad. Un efect de seră monstruos, presiunea atmosferică de 90 de ori mai mare decât a noastră, temperaturi mai mari decât la Mercur (550-590C) și vapori de acid sulfuric într-o atmosferă de dioxid de carbon.

Marte