alex_anpilogov (alex_anpilogov) wrote,
alex_anpilogov
alex_anpilogov

Category:

Уникальная Земля — реальность или ожидание?



На днях к нам пришла грустная новость, которая вновь задаёт нам вопрос о нашей собственной уникальности в рамках наблюдаемой Вселенной.
Связана она в ожиданиями учёных обнаружить признаки разумной сверхжизни — так называемых «цивилизаций типа III» по Кардашёву, которые могут оперировать энергиями, сравнимыми с энергией их собственной Галактики.
Если при этом такие цивилизации так или инче используют энергию, не применяя каких-либо неведомых нам способов «нуль-транспортировки» или же «квантовой тирьямпампации», нарушающих Второе начало термодинамики, то таковая деятельность цивилизаций III-го типа, даже в далёких от нас галактиках, вызывала бы неизбежное изменение спектра излучения этих громадных звёздных сообществ.

Связано это с тем, что любая деятельность, связанная с жизнью, разумом и негэнтропией неизбежно изменяет спектр электромагнитного излучения: все эти явления завязаны на поглощение высокоэнергетического, коротковолнового излучения — и переизлучение избыточного, бросового тепла в длинноволновой части спекта, обычно инфракрасной.


Именно на поиск такого рода излучния и был направлен поиск американских учёных, которые проанализировали снимки более 100 тысяч близких и далёких к нам галактик, в поисках таких артефактов излучения, когда излучение галактики оказывается значительно двинутым в инфракрасную часть спектра, вне обычных ожиданий по таким эффектам, как красное смещение.

Начальный поиск по этой базе в 100 000 объектов (каждый из которых представлял собой громадную галактику!) выявил всего лишь 50 возможных кандидатов на присутствие в них цивилизаций III типа.
Однако, последующий анализ этих галактик голландским астрофизиком Майклом Гарреттом показал, что все эти 50 объектов имеют у себя в составе необычно большое количество космической пыли, которая и «занимается» природным переизлучением получаемого от соседних звёзд ультрафиолета и видимого света, заставляя нас уже наблюдать абнормальное инфракрасное излучение этих галактик.


Для понимания громадности цифры в 100 000 галактик — это галактика Треугольника (М33). Она где-то в 10 раз меньше нашей и в 40 раз меньше Туманности Андромеды. В ней 40 миллиардов звёзд.

В общем-то, такой результат достаточно показателен и навевает грустные сомнения по-поводу наших ближайших перспектив обнаружить жизнь и, тем более, разум в пределах достигаемости наших современных технологий двусторонней связи: в 100 000 галактик спокойно умещается 1016 звёзд, каждая из которых вполне может иметь планеты и вполне бы могла дать жизнь хотя бы одной цивилизации III типа, которую было бы видно даже на расстояние сотен миллионов световых лет просто по её энергетическому «выхлопу».

Этот простой факт с одной стороны, конечно, достаточно остужает головы алармистов инопланетного вторжения, но, с другой стороны, заставляет ещё раз взглянуть на уже как-то разобранные мною коэффициенты формулы Дрейка.

При этом в последнее время мы всё больше узнаем об экзопланетах, всё больше убеждаясь в том, что планетная система — это практически обязательное «прилагательное» к любому образующемуся солнцу. Пока что определённые сомнения есть только в вопросе о планетах вокруг очень старых звёзд шаровых скоплений, но и там лёгких водорода и гелия вполне бы хватило для образования планет-гигантов по виду нашего Юпитера и Сатурна, а проблемой было бы лишь формирование планет земного типа в условиях недостатка в первичном газовом облаке тяжёлых элементов.


Шаровое скопление Геркулеса (М13). По современной оценке оно содержит около 1 миллиона звёзд, образовавшихся в основном ещё до возникновения нашей Галактики в современном виде. Интересно, что в среднем расстояние между звёздами в шаровых скоплениях составляет лишь 3-4 трлн. километров, что сравнимо с расстоянием от Солнца до Плутона.

В случае же спиральных рукавов классических галактик, недостатка в тяжёлых элементах не наблюдается — список экзопланет земного типа, да ещё и расположенных в так называемой обитаемой зоне (зоне Златовласки) растёт каждый год.
Однако тут нас подстерегает ещё одно ограничение, которое вполне может затруднить возникновение жизни и разума в случае даже весьма вероятного формирования планет земного типа возле широко распространённых видов звёзд обычных, спиральных галактик — достаточно устойчивых и долгоживущих жёлтых и красных карликов спектральных классов F, G и К.
Наше Солнце, если кто забыл, относится к спектральному классу G2, представляя собой типичнейший жёлтый карлик, с весьма внушительным временем жизни в практически неизменном состоянии в 8-9 миллиардов лет, из которых прошло пока что лишь около 4,5 миллиардов лет.

Одно из новых исследований, посвящённых образованию планет земного типа возле FGK-звёзд, ставит перед нами новые вопросы в интересном факте, уже звучавшем в моих статьях и сводящийся к постулированию уникальности Земли, как планеты. Факте, который, понятное дело, должен быть подтверждён именно статистически — в том случае, если наблюдаемые нами экзопланеты и в самом деле будут разительно отличаться в своей массе от нашей собственной Земли.

Результаты вышеприведенного исследования наглядно представлены в графической форме:

По шкале абсцисс тут отложено расстояние от центральной звезды до описываемых экзопланет (от 0,05 а.е., что в шесть раз меньше, чем расстояние от Солнца до Меркурия и до 1 а.е., что соответствует расстоянию от Солнца до нашей Земли), а по оси ординат графиков приведено соотношение массы рассматриваемой экзопланеты по сравнению с массой Земли (которое составляет от единицы до 10 масс Земли на левом графике, построенном с помощью метода лучевых скоростей), либо же радиуса экзопланеты по сравнению с радиусом Земли (на правом графике, с разбросом от 0,5 радиуса Земли до 2 радиусов Земли, метод транзитного прохода).

Всего в исследовании участвовало 26 планет земной группы (не планет-гигантов), расположенных в 12 звёздных системах для метода лучевых скоростей и 45 планет, расположенных в 20 звёздных системах — для метода транзитных проходов.
В силу того, что в среднем для каждого из методов на одну звёздную систему приходится больше одной планеты — на нижней части каждого графика (под горизонтальной чертой) было отобрано по одной планете земного типа на каждую из рассматриваемых звёздных систем, что дало 12 планет для метода лучевых скоростей (слева внизу) и 20 планет для метода транзитных проходов (справа внизу).
Кроме того, исходя из наблюдаемого спектра материнских звёзд все планеты были разбиты на две группы: имеющие сравнимую с системой Солнце-Земля долю тяжёлых элементов (так называемое соотношение Fe/Н) и значительно меньшее соотношение Fe/H.
Планеты с высоким Fe/H помечены на графиках синими крестиками, а планеты с низким Fe/Н — красными точками.

Как видно из нижних частей графиков — в среднем у «металлических» звёзд спектральных классов FGK, к которым относится и наше Солнце, планеты земной группы оказываются расположенными гораздо ближе к центральному светилу, нежели это требуется, исходя из условий обитаемости планеты. На графиках «Зона Златовласки» звезд FGK-класса условно показана синим сектором на расстоянии около 0,5 а.е. от центральной звезды.
Понятное дело, что на таких небольших расстояниях от центральных звёзд обитаемым планетам не возникнуть — там, скорее, возможно ожидать или безжизненный Меркурий со сдутой Солнцем атмосферой, либо же бушующую Венеру с громадными давлениями и температурами за счёт наличия массы углекислого газа в атмосфере, полученного дегазацией литосферы.


Реальность «металлических» звёзд — безжизненные планеты вблизи центрального светила. Судьба Венеры и судьба Земли...

А вот у в «водородных» звёзд спектрального класса FGK планеты земной группы оказываются в среднем дальше от звезды, уже гораздо более привлекательно с точки зрения зарождения жизни, просто исходя из предпосылок по физике и химии начальных процессов планетообразования.
Однако, низкая металличность таких систем порождает уже другую проблему — наличного тяжёлого вещества из протопланетного облака хватает только на весьма скромное, в основном даже не металлическое, а скорее — каменное ядро планеты, а сверху на планете формируется единый глубоководный океан (с глубинами не в десяток километров, как на Земле, а, возможно, и в сотню-другую километров глубиной), который сверху покрывает мощная водородно-гелиевая атмосфера (у «водородных» звёзд этих элементов в протопланетном облаке в отличии от Солнца — в избытке).
Порождённая таким образом «планета-океан» оказывается разительно епохожей на Землю и, скорее всего, породит жизнь столь же отличающуюся от нашей. Так, например, никакого «выхода на сушу» на такой планете не случится: выходить там просто некуда.


Гипотетическая планета-океан. К такому типу планеты, скорее всего, относится например планета Gliese 581 g, расположенная в обитаемой зоне своей «водородной» звёзды.

Поскольку, как я уже писал, нынешние методы определения планет в основном позволяют найти именно короткопериодичные планеты, вышеприведенное исследование всё-таки представляет собой не окончательный приговор, но постулирует весьма неприятную тенденцию.

Скорее всего, в силу однонаправленности процессов накопления металличности у звёзд и уменьшения радиуса орбит их планет земной группы — мы вполне можем столкнуться с ситуацией, когда на 1-2 планеты с твёрдой поверхностью в «зоне Златовласки» мы будем открывать с десяток планет-океанов, с весьма специфическими условиями на поверхности и совершенно невообразимой жизнью внутри их мегаокеанов.

В принципе, такой надежды не оставляют и авторы приведенного исследования, которые свели свои надежды на финальном графике:



На этом графике уже учтено то, что в зависимости от спектрального класса центральной звезды, обитаемая зона может простираться от 0,1 и до 1,5 а.е. Так, наше Солнце расположено где-то посередине классов FGК, поскольку в эти классы входят как и более горячие, так и более холодные звёзды.
Конечно, существование возле холодных звёзд на достаточно небольших расстояниях от них (0,1-0,3 а.е.) сопряжено для обитаемых планет с массой проблем (часто эти звёзды любят внезапно повысить свою светимость во время фотосферной вспышки), но, как говорится, чем чёрт не шутит.

В итоге авторы исследования отобрали 15 планет, которые могли бы быть обитаемыми. Красными символами тут помечены планеты «водородных» звёзд, а синими — «металлических» звёзд. Планеты, определённые обеими методами, представлены в виде черточек, соединяющих кружочек со звёздочкой. Транзитный метод обозначается кружочком, метод лучевых скоростей — звёздочкой.

С «металлическими» звёздами авторы исследования пошли на «военную хитрость», включив в число планет, попавших в обитаемую зону и три планеты возле самых холодных звёзд, которые находятся в весьма специфических условиях на «горячем» краю обитаемой зоны. Их обвели дополнительным синим кружочком, они ближе всего к своим холодным звёздам класса К.


Спектральные классы звёзд Главной последовательности, от самых горячих и короткоживущих класса О, до самых экономных и холодных, класса М. Классы F,G,K — посередине последовательнсоти.

В итоге получилось 5 планет у «металлических» звёзд в обитаемой зоне против 10 планет у «водородных» звёзд. Хотя, строго говоря, окончательный счёт составил 2:10 в пользу необычных планет-океанов, победивших в общем зачёте планеты земного типа с разгромным счётом.





Tags: Космос, Новости, Парадокс Ферми, Экзопланеты
Subscribe
promo alex_anpilogov december 17, 2014 09:58 139
Buy for 20 tokens
19 декабря уже официально выходит моя книга, написанная «по мотивам» всех тех статей о пике свободной энергии, который я долго и обстоятельно пытался на протяжении последних трёх лет разбирать в своём блоге. Книга выходит в издательстве «Селадо», которое и будет…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 323 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →