კონკრეტულად რა ხდის ეგზოპლანეტას საცხოვრებლად?

დღეს ასტრონომიაში ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო თემაა ეგზოპლანეტების, ანუ პლანეტების ძებნა ჩვენი მზის სისტემის მიღმა. ჩვენ დღემდე ვიპოვეთ 5000-ზე მეტი ეგზოპლანეტა, რომელთა აღმოჩენაც ყოველწლიურად ხდება. და ეგზოპლანეტების კვლევის წმინდა გრაალი არის სასიცოცხლო პლანეტების პოვნა, სადაც ჩვენ შეგვიძლია ვეძიოთ სიცოცხლე ჩვენი პლანეტის მიღმა.

თუ თქვენ გაინტერესებთ ასტრონომია, ალბათ გინახავთ ახალი ამბების სათაურები ამის შესახებ აღმოჩენილი სასიცოცხლო ეგზოპლანეტები მისიებით, როგორიცაა NASA-ს Kepler Space Telescope ან Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). ეს პლანეტები, როგორც წესი, დედამიწის მსგავსია და მათ ზედაპირზე შეიძლება ჰქონდეთ თხევადი წყალი და ითვლება, რომ მათ შეუძლიათ სიცოცხლის მხარდაჭერა. მაგრამ როგორ შეგვიძლია გავიგოთ, არის თუ არა პლანეტა დასახლებული მილიონობით კილომეტრიდან? და მაინც რას ვგულისხმობთ საცხოვრებელში?

ჩვენ ვესაუბრეთ საცხოვრებლობის ექსპერტ აბელ მენდესს პლანეტარული საცხოვრებლობის ლაბორატორიიდან პუერტო რიკოს უნივერსიტეტი არესიბოში, რომელმაც გვითხრა, რომ საცხოვრებლად უფრო რთულია, ვიდრე თქვენ შეიძლება იფიქროს.

საცხოვრებელი არ არის ორობითი

ადამიანების უმეტესობა საუბრობს საცხოვრებლობაზე, თითქოს ეს ორობითი მდგომარეობაა. პლანეტა ან საცხოვრებლად ვარგისია, ან არა. მაგრამ როდესაც ღრმად ფიქრობთ საკითხზე, ცხადია, რომ ეს განმარტება არ გამოდგება. ვგულისხმობთ საცხოვრებელს, როგორც ადამიანის სიცოცხლის შენარჩუნებას? თუ მიკრობული სიცოცხლე? ვგულისხმობთ, რომ ეს არის კომფორტული გარემო წარმატებისთვის, თუ გადარჩენა რთულია, მაგრამ თეორიულად შესაძლებელია? ვგულისხმობთ თუ არა იმას, რომ სიცოცხლე შეიძლებოდა განვითარებულიყო ამ გარემოში, თუ სიცოცხლე იქ რომ მოვიდოდა, ის გადარჩებოდა?

ამ კითხვებზე მკაფიო პასუხი არ არსებობს, რის გამოც მცდარია საცხოვრებლობაზე ფიქრი, როგორც დიახ/არა შეკითხვა. ამის ნაცვლად, ჩვენ უნდა ვიფიქროთ საცხოვრებლად, როგორც ცხოვრების გარკვეული ტიპის ფიტნესის საზომი.

ეს დაბნეულობა მხოლოდ საზოგადოების წევრებს შორის არ არსებობს. მენდესმა თქვა, რომ მეცნიერებს შორის არ არის კონსენსუსი იმის შესახებ, თუ რას ნიშნავს საცხოვრებლობა. ეს არის „დატვირთული სიტყვა“, თქვა მან, „რადგან ჩვენს ჩვეულ საუბრებში საცხოვრებლობა ნიშნავს საცხოვრებელს. ადამიანები.” მაგრამ როდესაც ჩვენ ვუყურებთ სხვა პლანეტებს, ჩვენ არ ვფიქრობთ მხოლოდ ადამიანებზე, არამედ სხვა პლანეტებზეც ცხოვრების.

მთელი ის დრო, როდესაც ასტრობიოლოგები აინტერესებდათ ეგზოპლანეტების საცხოვრებლობის შესახებ, აღმოჩნდა იყო ადამიანთა კიდევ ერთი ჯგუფი, რომლებიც ათწლეულების მანძილზე ფიქრობდნენ საცხოვრებლობაზე: ეკოლოგები. ეკოლოგები საუბრობენ დედამიწაზე არსებული გარემოს „ჰაბიტატის ვარგისიანობაზე“ - ისევე როგორც ამა თუ იმ გარემოს ვარგისიანობას კონკრეტული ტიპის სიცოცხლისათვის. სწორედ ამის მიღწევას ცდილობდა ასტრობიოლოგიის საზოგადოება თავისი ეგზოპლანეტების გამოკვლევით.

ამ თემის კვლევის დასაწყისში მენდესი წააწყდა ამ ეკოლოგიურ ნაშრომს, მან თქვა: ”მე მივხვდი, რომ რასაც ხალხი ასტრობიოლოგიის სფერო ცდილობდა გაეკეთებინა - განესაზღვრა და რაოდენობრივად განესაზღვრა საცხოვრებლად - ეს უკვე ათწლეულების წინ გაკეთდა ეკოლოგების მიერ.

რაც შეეხება საცხოვრებელ ზონას?

მაშასადამე, პრობლემა არ არის იმის დადგენა, არის თუ არა ეგზოპლანეტა საცხოვრებლად ვარგისი, არამედ იმის დადგენა, თუ რა მახასიათებლები გახდის მას შესაფერისი სიცოცხლის ტიპებისთვის.

დასაწყებად ერთი შედარებით მარტივი ადგილია თხევადი წყლის ხელმისაწვდომობის მოთხოვნა. თხევადი წყალი აუცილებელია სიცოცხლის თითქმის ყველა ფორმისთვის, როგორც ჩვენ ვიცით მისი გამხსნელი თვისებების გამო. ბევრი რამ იხსნება წყალში, რაც იმას ნიშნავს, რომ კარგია ნივთების ერთმანეთთან შერევისთვის, რაც ქიმიურ რეაქციებს იძლევა. ის ასევე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ფერმენტების ფუნქციონირებაში. ასე რომ, როდესაც მეცნიერებმა წარმოიდგინეს მოთხოვნები სასიცოცხლო ეგზოპლანეტისთვის, თხევადი წყლის არსებობა სიის სათავეშია.

სწორედ ეს გვაძლევს წარმოდგენას „საცხოვრებელი ზონის“ შესახებ. ეს არის ვარსკვლავის გარშემო არსებული რეგიონი, სადაც ვარაუდობენ, რომ პლანეტა სწორ ტემპერატურაზე იქნება, რომ მის ზედაპირზე თხევადი წყალი იყოს. თუ ჩვენ ვიპოვით ა დედამიწის მსგავსი პლანეტა ვარსკვლავის სასიცოცხლო ზონაში მსჯელობა მიდის, ჩვენ ვიპოვნეთ კარგი საწყისი წერტილი სიცოცხლის საძიებლად.

თუმცა, საცხოვრებლად საცხოვრებელ ზონაში ყოფნა არ არის საცხოვრებლის უმთავრესი და დასასრული. ეს მხოლოდ ერთი ძირითადი მოთხოვნაა. და, მენდესის თქმით, ამ ტერმინმა „ბევრი დაბნეულობა“ გამოიწვია, რადგან ხშირად ასტრონომები იტყვიან, რომ პლანეტა სასიცოცხლოდ ვარგისია, როცა გულისხმობენ, რომ ის საცხოვრებელ ზონაშია. ის უპირატესობას ანიჭებს ტერმინს „პოტენციურად დასახლებადი“, რათა ცხადყოს, რომ ეს შორს არის გადაწყვეტილი საკითხისგან.

ფაქტორები საცხოვრებლად

კარგი, ამიტომ თხევადი წყალი აუცილებელია. კიდევ რა არის საჭირო იმისთვის, რომ პლანეტას სიცოცხლე ჰქონდეს? ჩვენ ამის მტკიცე გაგება გვაქვს დედამიწაზე არსებული სიცოცხლის ფორმებზე დაყრდნობით. როდესაც საქმე ეხება ეგზოპლანეტების საცხოვრებლობის შეფასებას, ასტრობიოლოგებს სურთ იცოდნენ ისეთი ფაქტორების შესახებ, როგორიცაა პლანეტა. მასა და რადიუსი, აგრეთვე მისი ზედაპირის ტემპერატურა, წნევა და პლანეტის ის ნაწილი, რომელიც დაფარულია წყალი.

რთულია ამ ფაქტორების დადგენა ნებისმიერი მოცემული ეგზოპლანეტისთვის. ახლა აღმოჩენილი ეგზოპლანეტების უმეტესობისთვის ჩვენ შეგვიძლია ვიცოდეთ ისეთი ფაქტორები, როგორიცაა მათი ორბიტული პერიოდი, მათი რადიუსი ან მასა და მათი ვარსკვლავური ნაკადი, რაც არის რადიაციის რაოდენობა, რომელსაც ისინი იღებენ თავიანთი მასპინძელი ვარსკვლავისგან. მაგრამ იმისათვის, რომ ვიცოდეთ მათი ზედაპირის ტემპერატურა ან წნევა, მაგალითად, ჩვენ უნდა ვიცოდეთ მათი ატმოსფეროს შესახებ.

იმის გასაგებად, თუ რატომ, გადახედეთ ჩვენს მზის სისტემას. ვენერას აქვს ყველაზე მაღალი ზედაპირის ტემპერატურა მზის სისტემაში, მიუხედავად იმისა, რომ ის მზისგან უფრო შორს არის ვიდრე მერკური. ეს იმიტომ, რომ ვენერას აქვს უკიდურესად სქელი ატმოსფერო, რომელიც იჭერს სითბოს და ზრდის ზედაპირის ტემპერატურას. უცხოპლანეტელმა ასტრობიოლოგმა, რომელიც ჩვენს მზის სისტემას უყურებს, შესაძლოა არ იცოდეს, რამდენად ცხელი იყო ვენერა, რადგან ის შორიდან არ ჩანს.

ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპის მსგავსი ტელესკოპების მიერ შესრულებული მომავალი მუშაობა საშუალებას მოგვცემს ვისწავლოთ მეტი ეგზოპლანეტების ატმოსფერო, მაგრამ ამ დროისთვის მეცნიერებმა უნდა შეაფასონ ზედაპირის ტემპერატურა.

ასევე მნიშვნელოვანია წყალში დაფარული ზედაპირის რაოდენობა. ოკეანის ფრაქციას უწოდებენ, ამას აქვს მნიშვნელობა, რადგან ოკეანეების დინამიური ბუნება ხდის მათ მშვენივრად გადაიტანონ საკვები ნივთიერებები პლანეტაზე, რათა ადგილი უფრო სტუმართმოყვარე გახადონ სიცოცხლისთვის.

ჩვენ ამჟამად არ გვაქვს ინსტრუმენტები, რომლებსაც შეუძლიათ ეგზოპლანეტების ოკეანის ნაწილის გაზომვა. თუმცა არსებობენ იდეები მომავალი ტელესკოპებისთვის რომელსაც შეუძლია შეხედოს, თუ როგორ იცვლება ეგზოპლანეტის მიერ არეკლილი სინათლის რაოდენობა მისი ბრუნვისას, რაც შეიძლება მიუთითებდეს ოკეანის რაოდენობაზე, რომელიც ფარავს მის ზედაპირს.

მიუხედავად ყველა სირთულისა ამ ფაქტორების განსაზღვრაში, მენდესი ფიქრობს, რომ ეგზოპლანეტების მეცნიერება იმდენად სწრაფად ვითარდება, რომ მომდევნო ოცი წლის განმავლობაში შევძლებთ მათ გაზომვას. „ათი წელი ატმოსფეროს გაზომვისთვის სხვადასხვა ინსტრუმენტებით, შემდეგ ათი წელი ახალი ტელესკოპებისთვის, რომლებიც შეძლებენ პლანეტების ინდივიდუალურად დანახვას და ოკეანის წილის გაზომვას“, - იწინასწარმეტყველა მან.

პოტენციურად დასახლებული ეგზოპლანეტების კატალოგი

მომავალი ათწლეულების განმავლობაში ეგზოპლანეტების ასეთი დეტალური შესწავლა საინტერესოა, მაგრამ მეცნიერებს ასევე სურთ ახლა პოტენციურად დასახლებული ეგზოპლანეტების შესწავლა. ამ მიზეზით, მენდესის ჯგუფი ინარჩუნებს საცხოვრებელი ეგზოპლანეტების კატალოგი, რომელიც არის დღემდე აღმოჩენილი ყველა პოტენციურად დასახლებული ეგზოპლანეტების სია.

კატალოგში ჩასართავად, პლანეტა უნდა იყოს დაახლოებით დედამიწის ზომის და ორბიტაზე მოძრაობდეს მისი ვარსკვლავის სასიცოცხლო ზონაში. მაგრამ იმ მრავალი ფაქტორის დასაშვებად, რაც ჯერ არ შეგვიძლია ვიცოდეთ ამ ეგზოპლანეტების შესახებ, არსებობს დედამიწის ზომის ორი განსხვავებული კრიტერიუმი. კატალოგს აქვს ორივე კონსერვატიული სია, სადაც ჩამოთვლილია პლანეტები დედამიწის რადიუსზე 1,6-ჯერ ან სამამდე. მის მასაზე გამრავლებული და ოპტიმისტური სია, რომელსაც აქვს პლანეტები დედამიწის რადიუსზე 2,5-მდე ან მასზე 10-ჯერ მასა.

ეს იმიტომ, რომ როდესაც ჩვენ ვეძებთ პოტენციურ საცხოვრებლად, ჩვენ ვეძებთ კლდოვან პლანეტებს, როგორიცაა დედამიწა და არა გაზის პლანეტები. დაბალი სიმკვრივის ეგზოპლანეტები, როგორიცაა გაზის გიგანტები, არ არის კარგი სიცოცხლისთვის, რადგან ისინი ცუდად იკავებენ თავს. ნუტრიენტები, რომლებიც სიცოცხლისთვის ხელმისაწვდომი უნდა იყოს - იგივე მიზეზი, რის გამოც სიცოცხლეს ვერ პოულობთ ღრუბლებში Დედამიწა. დედამიწაზე დაახლოებით ორჯერ აღემატება კლდოვან პლანეტებს, მაგრამ მასზე დიდი პლანეტები შეიძლება იყოს მინი ნეპტუნი ან გაზის ჯუჯა, რომელსაც სავარაუდოდ სიცოცხლე არ შეუძლია.

ერთად მეტი 5000 დადასტურებული ეგზოპლანეტა თქვენ წარმოიდგინეთ, რომ კატალოგში ჩამოთვლილია ასობით კანდიდატი საცხოვრებლად, მაგრამ სინამდვილეში, შედარებით ცოტაა - მხოლოდ 21 კონსერვატიულ სიაში და კიდევ 38 ოპტიმისტურ სიაში.

სიის სიზუსტე შეიძლება ნაწილობრივ იყოს იმის გამო, რომ ეგზოპლანეტების აღმოჩენის მრავალი მეთოდი უკეთესია უფრო დიდი ეგზოპლანეტების პოვნაში. ვიდრე პატარები – ზოგადად რომ ვთქვათ, უფრო ადვილია იმის დანახვა, რაც უფრო დიდია – და ზოგიერთი კვლევა გვთავაზობს იქ შეიძლება იყოს მილიარდობით დედამიწის მსგავსი პლანეტა ჩვენს გალაქტიკაში. მაგრამ ჯერჯერობით დაბალია იმ ეგზოპლანეტების რიცხვი, რომლებზეც შეგვიძლია აღვნიშნოთ, რომლებიც აკმაყოფილებენ პოტენციური საცხოვრებლობის ყველაზე ძირითად კრიტერიუმებს.

სად ეძებო სიცოცხლე ახლა

რა თქმა უნდა, ის ფაქტი, რომ ჩვენთვის ცნობილია რამდენიმე პოტენციურად სიცოცხლისუნარიანი ეგზოპლანეტები, არ ნიშნავს იმას, რომ უარი უნდა ვთქვათ სხვაგან სიცოცხლის ძებნაზე. გარკვეულწილად, ეს აადვილებს კვლევის მიზნების შესახებ გადაწყვეტილებას, როდესაც თქვენ გაქვთ მსგავსი სისტემები TRAPPIST-1, რომელიც, როგორც ვარაუდობენ, მასპინძლობს ოთხ პოტენციურად დასახლებულ ეგზოპლანეტას და რომელიც იქნება მთავარი სამიზნე მომავალი სამეცნიერო სამუშაოებისთვის. ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპი.

ყველა ეს დისკუსია საცხოვრებლობის შესახებ აყალიბებს აზრს, რომ თუ სამყაროში სხვაგან არის სიცოცხლე, ის მაინც შედარებული იქნება დედამიწაზე სიცოცხლესთან. როდესაც ვსაუბრობთ წყლის ან გარკვეული საკვები ნივთიერებების მოთხოვნილებებზე, ჩვენ ამას ვაფუძნებთ ჩვენს პლანეტაზე დაკვირვებულ სიცოცხლეს. ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ სხვაგან იქნება სიცოცხლე, როგორც ვიცით, მაგრამ რა თქმა უნდა შესაძლებელია, რომ სადღაც იქ არსებობდეს სრულიად განსხვავებული ფორმის ცხოვრება.

მიუხედავად იმისა, რომ მეცნიერები აღიარებენ ამ შესაძლებლობას, ისინი არ აქცევენ ყურადღებას ამ კონცეფციას, რადგან ის პრაქტიკულად არ არის გამოსადეგი კვლევისთვის. ”თქვენ ვერ ამოიცნობთ ცხოვრებას, როგორც ჩვენ არ ვიცით”, - თქვა მენდესმა, ასე რომ, ეს არ არის ის, რაც ჩვენ შეგვიძლია მოვძებნოთ.

ვეძებთ სიცოცხლეს ჩვენს მზის სისტემაში

ზოგიერთი მკვლევარი ამტკიცებს, რომ ეგზოპლანეტების ყურების ნაცვლად, ჩვენ შეგვიძლია ვეძიოთ ჩვენს მზის სისტემაში პოტენციურად სასიცოცხლო სამყაროები - ისეთი ადგილები, როგორიცაა სატურნის მთვარე ენცელადუსი ან იუპიტერის მთვარე ევროპა. მიუხედავად იმისა, რომ ისინი ძალიან შორს არიან მზიდან, რომ მათ ზედაპირზე თხევადი წყალი ჰქონდეთ, ითვლება, რომ ორივეს აქვს თხევადი მარილიანი ოკეანეები ყინულოვანი ქერქის ქვეშ.

მაგრამ მენდესი არ არის დარწმუნებული, რომ ეს ადგილები სიცოცხლისთვის ძალიან პერსპექტიული ადგილებია ამ ყინულოვანი ქერქის გამო. ეს ქერქები ბლოკავს წვდომას ნებისმიერ ატმოსფეროში და ხელს უშლის ენერგიის გადატანას ზედაპირიდან, რაც მას ცუდად ერგება სიცოცხლის შესანარჩუნებლად. ”ეს უფრო უარესია, ვიდრე ღრმა ოკეანეები ჩვენს პლანეტაზე. ეს ბევრად უარესია, ვიდრე ყველაფერი დედამიწაზე, ”- თქვა მან. „არა მგონია, რომ იქ მიკრობული სიცოცხლის მიღმა რაიმე იცხოვროს“.

დედამიწის ფარგლებს გარეთ მიკრობული სიცოცხლის პოვნაც კი ძალიან საინტერესო იქნება, აქედან გამომდინარე, როვერ Perseverance-ის მსგავსი მისიების მიზანი მარსზე უძველესი სიცოცხლის მტკიცებულების მოძიება. მაგრამ მარსი დღეს სულაც არ არის სტუმართმოყვარე, თუმცა შეიძლებოდა ყოფილიყო მისი წარსულის ერთ მომენტში. მარსის გარემოზე საცხოვრებლობის კვლევები არ არის იმედის მომცემი, რომ დღეს იქ გადარჩა: „ჩვენ ვარაუდობენ, რომ მარსის ზედაპირი ათასჯერ უარესია, ვიდრე ატაკამას უდაბნო“, სიცოცხლის შენარჩუნებისთვის, მენდესი განაცხადა.

წინ მარსისკენ

მარსის არიდულ პირობებთან დაკავშირებით დათქმის მიუხედავად, მენდესი პრაგმატულია იმის შესახებ, თუ სად შეიძლება ვიპოვოთ სიცოცხლის მტკიცებულება, თუ ის არსებობს. "თუ მე მომიწევდა ფსონის დადება, სად შევძლებდით სიცოცხლის პოვნას, მარსზე დავდებდი", - თქვა მან, "მიუხედავად იმისა, რომ მე უფრო მიყვარს ეგზოპლანეტები!" ეს არის გამოვლენის საკითხის გამო. თუ გსურთ იცოდეთ, რომ პლანეტა არა მხოლოდ პოტენციურად სასიცოცხლოა, არამედ რეალურად მასპინძლობს სიცოცხლეს, დაგჭირდებათ მტკიცებულება – და ეს მტკიცებულება ძალიან რთულია დიდი მანძილიდან.

მარსზე მომავალი ათწლეულების განმავლობაში დაგეგმილი დაბრუნების მისიების ნიმუშებით, მიმდინარეობს რბოლა მარსის ნაწილის დასაბრუნებლად დედამიწაზე შესასწავლად. ეს ნიმუშები არის ჩვენი საუკეთესო შანსი სიცოცხლის გარკვეული გამოვლენისთვის. ”ზუსტი პასუხი მოგეცემათ, თუ თქვენ გაქვთ ნიმუში აქ დედამიწაზე, რადგან თქვენ ეძებთ მიკრობული სიცოცხლეს ძალიან მცირე რაოდენობით,” - განმარტა მან.

ოცნების კვლევის სცენარი იქნება ნიმუშის შეგროვება მარსზე არსებული გარემოდან, რომელიც შეიძლება დასახლებული იყოს დედამიწის სტანდარტებით, როგორიცაა წყალსატევი. თუ ჩვენ ვიპოვით სიცოცხლის მტკიცებულებებს ასეთ გარემოში, მაშინ ეს შესანიშნავი იქნებოდა - ჩვენ აღმოვაჩენდით, რომ ჩვენი პლანეტა არ არის ერთადერთი, სადაც სიცოცხლე მასპინძლობს.

მაგრამ მენდესი ამბობს, რომ ასეთ გარემოში სიცოცხლის რაიმე მტკიცებულების პოვნა ისეთივე საინტერესო იქნებოდა. ”თუ ჩვენ ვიპოვით საცხოვრებელ ადგილს ხმელეთის სტანდარტებით და იქ სიცოცხლე არ იქნება, ეს საოცარი და დამაინტრიგებელი იქნება”, - თქვა მან. "Რა მოხდა? Რა მოხდა? რატომ არ არსებობს სიცოცხლე? ” იმის გათვალისწინებით, რომ სიცოცხლე არსებობს დედამიწაზე მრავალფეროვან გარემოში და ჩვენ ვიცით რომ დედამიწა და მარსი ერთმანეთს უზიარებდნენ მასალებს ზემოქმედების შედეგად, ეს მართლაც უცნაური იქნებოდა, თუ სიცოცხლე შემოიფარგლება ჩვენი პლანეტა.

„სიცოცხლის პოვნა შესანიშნავი აღმოჩენა იქნებოდა, მაგრამ უარყოფითი შედეგი კიდევ უფრო ღრმა იქნებოდა“, - თქვა მენდესმა. „აქ არავითარი გზა არ არის არასწორი. ეს არის მომგებიანი სიტუაცია. პასუხი მარსზეა, ის სწორედ იქ არის. და ნებისმიერი პასუხი ღრმაა. ”

რედაქტორების რეკომენდაციები

• აი, რატომ ფიქრობენ მეცნიერები, რომ შესაძლოა სიცოცხლე აყვავებულიყო "ჯოჯოხეთის პლანეტაზე" ვენერაზე
• ასტრონომებმა აღმოაჩინეს ეგზოპლანეტა, რომელიც ქმნის სპირალურ მკლავებს თავისი ვარსკვლავის გარშემო
• ევროპული კოსმოსური ხომალდი BepiColombo დღეს მერკურიზე მესამე გადაფრინავს
• ეს ეგზოპლანეტა 2000 გრადუს ცელსიუსზე მეტია, მის ატმოსფეროში აორთქლებული ლითონია.
• მზის სისტემაში სასიცოცხლო მთვარეების ძიება თბება