Titus-Bodeov zakon i ekstrasolarni sistemi

Ilustracija načina mišljenja putem kog je uspostavljen Titus-Bodeov zakon. Analogijom sa rasporedom "planeta" na terenu za američki fudbal ukazuje se na postojanje izvesne pravilnosti u razdaljini između planeta. (Kliknuti za uvećan prikaz)

 Od svojih prvih začetaka, nauka, ili pre skup i kompleks nauka i interdisciplinarnih istraživačkih područja, usmerenih na naučnu potragu za vanzemaljskom životom prelazila je put od spekulacija, ka nekim od potvrda, preko teza i teorema, do novih činjenica. U tom smislu, ovaj kompleks naučnih poduhvata, shvatanja, prtpostavki i ambicija koji nazivam pozajmljenim terminom ksenologija, nije zapravo različit od drugih naučnih oblasti, koje su pre danas poznate čvršće i proverljive osnove prolazile kroz niz aproksimacija, pretpostavki i teorija, od kojih su se neke pokazale kao ispravne, a druge ne.
Štaviše, davno pre nego što je savremena tehnološka civilizacija Zemlje, sa svim svojim omaškama i uspesima usmerila svoju pažnju na egzoplanete koje orbitiraju oko drugih zvezda, ona je imala čak i danas u potpunosti nedovršen zadatak razumevanja i otkrivanja sopstvenog doma- našeg sistema. Od pretposavki geocentričnog sistema, sa svim svojim varijacijama, do upoznavanja drugih planeta u heliocentričnom modelu, astronomija, filozofija i ostale nauke iz kompleksa koji se bavio ovim problemima prošle su kroz sličan trnovit put, preko mnoštva hipoteza, pretpostavki i teorija, da bi došle do sadašnjeg korpusa znanja. Sa ograničenim tehnološkim mogućnostima, razumevanje udaljenih krajeva Sunčevog sistema bilo je daleko teži zadatak, jednako težak možda, kao što je danas potraga za egzoplanetama. Štaviše, možemo možda malo preterati i reći da su tek misije Vojadžer i Pionir pružile konačne potvrde nekih od spekulacija, i učinile Solarni sistem "opipljivijim" za našu civilizaciju.
Ipak, pre toga, i pre razvoja moderne tehnologije koja je omogućila precizna posmatranja ili interplanetarna putovanja, gotovo jedina šansa naše civilizacije bila je okretanje jednostavnih teleskopa srazmerno malog dometa ka noćnom nebu. Međutim, zadatak posmatranja čitavog neba bio je nešto što je, čak i po savremenim standardima, gotovo nemoguće. Stoga, u potrazi za nepoznatim, kao što je bila potraga za drugim, do tada neotkrivenim, planetama našeg sistema, bilo je neophodno iznaći neki mehanizam koji će astronomima olakšati posao bar utoliko što će im reći kada i gde da gledaju. Jasno, radilo se o različitim teorijskim modelima koji su nastojali da predvide pozicije još neotkrivenih planeta, ili recimo, da predvide nailaske kometa, što je dovelo do značajnih astronomskih otkrića.
Jedan od teorijskih modela koji se ticao otkrića planeta bio je takozvani Titus-Bodeov zakon koji je nastojao da predvidi postojanje još neotkrivenih planeta na osnovu specifičnih razmera razdaljine između planeta i Sunca. Negde u 18om veku pojavljuje se prvo spominjanje ovog teorijskog predloga koji je ukazao da je moguće pronaći funkciju koja ukazuje na izvesnu pravilnost između rasporeda planeta. Mada prvobitno ovaj model nije privukao posebnu pažnju, to se promenilo sa otkrićem Urana 1718 koji je otkriven upravo tamo gde je ovaj zakon predvideo da će se naći. Ovaj model predvideo je i "petu planetu" između Marsa i Jupitera, gde je otkriveno nebesko telo Ceres, 1801. Nakon ovoga, Titus-Bodeov zakon zadobio je značajnu pažnju.
Međutim, imao je i značajne nedostatke. Između ostalog, nije nudio nikakvo obrazloženje za postojanje ove pravilnosti. Nadalje, Titus-Bodeov zakon napušten je u nauci kada je otkriven Neptun, potpuno van lokacije koju je zakon predvideo. Na lokaciji koja je predviđena za Neptun, naprotiv, nalazio se Pluton, mada druge planete izvan orbite Neptuna, takođe se ne mogu uklopiti u predviđeni model.
Iako je ovaj zakon imao svoje pogotke, kao i promašaje, i iako se nije temeljio na nekoj jasnoj teorijskoj osnovi, postalo je jasno da on funkcioniše makar kao nesavršena aproksimacija. Ali, zašto? Čini se da se radi o kombinaciji faktora- orbitalnim rezonancama, ali i koincidenciji i ograničenom broju opcija. Naime, pokazalo se da iako ne postoji neka jasna osnova za funkcionisanje ovog zakona, veliki broj orbitirajućih sistema može se zapravo bar u nekim svojim elementima uklopiti u idealtipski model, ukoliko je stabilan. Drugim rečima, gravitaciona interakcija nebeskih tela, orbitalne rezonance i drugi oblici interakcije nebeskih tela u protoplanetarnom disku, i kasnije, solarnom sistemu, ostavljaju srazmerno mali broj mogućih stabilnih orbita. Stoga, pokazalo se da čak i nasumično generisani virtualni orbitalni sistemi, jednom kada dostignu stabilnost, imaju veliku verovatnoću da u izvesnoj meri zadovolje Titus-Bodeov zakon.
Danas, naravno, posedujemo preciznije metode razumevanja i istraživanja Sunčevog sistema. Ipak, čekajući obećavane i odlagane nove generacije teleskopa, naučnici koji se bave egzoplanetama, slično astronomima koji su se bavili našim sistemom nekada, moraju se oslanjati u velikoj meri na modele, kako su precizniji modeli još nedostupni.

Rezultati istraživanja- ekstrasolarni sistemi su šablonski prikazani pri čemu su plavi krugovi potvrđene planete, a kockice planete koje model predviđa. Zelena linija označena sa HZ označava naseljivu zonu zvezde (Habitable zone). Kliknuti za uvećan prikaz.

 Stoga, sprovedena je studija koja je pokušala da primeni upravo ovaj kontroverzni model na ekstrasolarne sisteme. Ne uzimajući ovaj model kao ispravan zakon, već pre kao jedan svojevrsni teorijski "vodič" za predviđanje planeta u nekom solarnom sistemu, na osnovu pozicija već poznatih planeta, i imajući na umu tehnološka ograničenja koja se tiču detekcije egzoplaneta, jedna mala grupa naučnika je pokušala da primeni ovaj model na stotinjak ekstrasolarnih sistema, otkrivajući da mnogi od njih odgovaraju modelu, čak i bolje nego naš model.
Stoga, nakon odabira sistema koji imaju potvrđeno prisustvo četiri ili više egzoplanete (na osnovu Keplerovog istraživanja), ova grupa naučnika je napravila određena predviđanja na osnovu toga, koja su se pokazala kao ispravna u 5% slučajeva. Iako mali broj, on je zapanjujuće značajan, kako, kada se tehnološka ograničenja uzmu u obzir, podrazumeva zapravo zapanjujuće visoku stopu tačnosti predviđanja. Ne samo što Kepler studija jako retko može otkriti planete veličine Zemlje, već ima i velikih poteškoća sa otkrivanjem planeta dovoljno udaljenih od zvezde. Upravo zbog toga se čini da je većina prvih Keplerovih "kandidata" zapravo zbrka "vrućih Jupitera", koji su kasnije prošireni manjim, ali izrazito vrelim planetama, uz poneke izuzetke. Ukratko, iako je dao značajan doprinos ksenologiji, Kepler ne poseduje tehnološke mogućnosti za otkriće "druge Zemlje", te je, slično većini drugih NASAinih projekata, usmeren na otkrivanje egzoplaneta uopšte, i postavljanja pitanja može li se planirati misija potrage za "drugom Zemljom"- za one koji prate NASAina istraživanja i reakcije na izvesne nove hipoteze, ovo je već dobro poznata strategija "izvrdavanja" od pravog odgovora. Bez obzira da li se ove mane mogu smatrati stvarnim tehnološkim nedostatcima, ili rezultatom već dobro poznate konzervativne politike NASAe i anti-naučne, promilitarne ekonomske politike SADa, oni značajno utiču na veoma, veoma smanjenu mogućnost davanja odgovora na centralno pitanje- postoje li planete nalik na Zemlju, njene veličine, u naseljivoj zoni neke druge zvezde? Pitanje koje postaje sve ključnije, a koje je, slično pitanju života na Marsu ili Europi, u radu NASAe često potencirano, uz fusnotu sitnim slovima da na njega neće biti odgovoreno.
Upotreba Titus-Bodeovog modela je odgovor na ovo, pokušaj naučnika da upotrebe ono što je "pri ruci" i pokušaju da steknu bolji uvid, ako bar aproksimaciju, u činjenično stanje. Rezultati ovog istraživanja pokazali su se kao više nego fascinantni! Dakle, radeći na korpusu od 68 planetarnih sistema sa četiri ili više otkrivenih egzoplaneta, naučnici su dali izvesna predviđanja, služeći se Titus-Bodeovim modelom. Za godinu dana, uz sva ograničenja, 5% predviđanja je potvrđeno što ukazuje na izvesnu aproksimativnu operabilnost modela, ne kao preciznog zakona, već kao okvirnog modela za postavljanje hipoteza koje će biti potrebno proveriti. Kada je rad završen, naučnici su dali odgovor, za razliku od NASAe na ključno pitanje koje ovakav rad može postaviti- koliko planeta u proseku se predviđa u naseljivoj zoni zvezda? Neverovatan odgovor iznosi 2 +/- 1! Dakle, ukoliko se ovaj model pokaže kao u izvesnoj meri tačan, gotovo svaka zvezda će u svojoj naseljivoj zoni imati bar jednu, ako ne i dve planete u naseljivoj zoni! Čak i ako je tačnost ovog modela gotovo minimalna, čak i najmanji postotak od 300 milijardi zvezda daje neverovatan broj planeta u naseljivim zonama. S druge strane, model ne predviđa tačan tip planeta koje će se naći na određenoj poziciji, te je stoga razumna pretpostavka da će oko 30% planeta u naseljivoj zoni biti veličine i sastava Zemlje. Uzevši sve ovo u obzir, čini se da je Drejkova jednačina još jednom promenila svoje varijable. I ponovo, mada se radi o aproksimaciji, njen tačan domet za sada nam nije u potpunosti poznat, ali za sada, čini se da postoji značajan procenat tačnosti predviđanja. Ako ništa drugo, ovo istraživanje otvara mogućnost za vrlo primamljive hipoteze. Sada ostaje samo čekanje da teleskopi "nove generacije" najzad iz najave postanu stvarnost, i da svemirske agencije, za promenu, na sebe preuzmu odgovornost iznalaženja odgovora na ovakva pitanja.

Izvori:

Space.com
Wikipedia

Oblaci života (2)

 

Kao što sam naznačio i u naslovu, na ovom blogu, već sam preneo vest o potencijalno krucijalnoj ulozi oblaka u stvaranju uslova neophodnih za nastanak i razvoj života (po našem trenutnom razumevanju, temperature koje dozvoljavaju postojanje tečne vode na površini planete) u članku nazvanom Oblaci života. Sada, dalja istraživanja, i to posebno putem kompjuterskih simulacija donele su do nekih novih zaključaka, čiju ćemo tačnost moći praktično da proverimo tek sa puštanjem u rad sledeće generacije teleskopa koji će omogućiti direktno slikanje egzoplaneta, i pravljenje njihovih temperaturnih mapa.
Do sada, pitanje postojanja oblaka i njihove bitne uloge za nastanak i održanje života bilo je vezano za spekulacije vezane za gravitaciono zaključane crvene patuljke, planete M klase, gde su naučnici pretpostavili da bi fokus sunca na jednoj strani mogao da dovede do stvaranja visokoreflektivnih oblaka na velikim visinama koji bi efektivno snižavali temperaturu planete, čineći je naseljivom.
Nova studija bavi se sličnim pitanjem, ali za potrebe kompjuterske simulacije, postavljeno je jedno drugo pitanje- postoji li mehanizam koji bi omogućio planetama koje su po masi slične Zemlji i koje se nalaze u orbiti oko zvezde nalik Suncu (stelarna klasa G) da se nađu s toplije strane naseljive zone, a zadrži temperature koje će omogućiti postojanje tečne vode?
Analizirajući rezultate simulacije sa različitim varirajućim faktorima (od kojih je ključna brzina rotacije planeta) pokazale su da prisustvo velike količine oblaka zaista može omogućiti planeti da se nađe daleko bliže zvezdi, a da njena temperatura ostane u prihvatljivim granicama.
Naime, kompjuterska simulacija je pokazala da planete približno Zemljine veličine mogu razviti dovoljno oblaka da reflektuju višak svetlosti koji planeta dobija od zvezde i tako efektivno sniziti prosečnu temperaturu (i količinu dobijene energije). Praktično, to znači da ukoliko se planeta nalazi bliže zvezdi i tako izlazi izvan naseljive zone, postoji mogućnost da ukoliko su drugi uslovi zadovoljeni, ipak bude naseljiva.
Količina i raspored oblaka određeni su u najvećoj meri cirkulacijom atmosfere, koja je s druge strane, povezana i uslovljena brzinom rotacije planete. Naime, kod planeta koje se okreću oko svoje ose daleko sporije nego Zemlja, doćiće do veće temperaturne razlike između dnevne i noćne strane (na planeti sa sporijom rotacijom, jedan dan bi mogao da traje koliko nekoliko zemaljksih, pa čak i koliko zemaljska godina). Dakle, sporija rotacija planete dovešće do snažnije cirkulacije atmosfere.
S druge strane, prilikom rotacije planete, atmosfera se takođe okreće, a brzina rotacije određuje na koji način ona to čini- pojava objašnjena Koriolisovim efektom (Coriolis effect). Kod bržih rotacija, atmosfera će težiti razdvajanju u distinktivne regije, koje će imati svoje vazdušne struje i biti raspoređene uglavnom paralelno sa ekvatorom. Kod sporijih rotacija, Koriolisov efekat biće slabiji, tako da se atmosfera neće razdvajati u distinktivne regije, već će, naprotiv, težiti da ostane relativno ujednačena.

Klikni za uvećan prikaz- grafički prikaz prisustva oblaka i vlažnosti vazduha na dve hipotetičke planete iz modela.

Za potrebe kompjuterskih simulacija koje su bile osnova za ovo istraživanje, naučnici su izgradili nekoliko "virtualnih planeta", modela koji se baziraju na nekim karakteristikama Zemlje (masa i prečnik), ali sa varijabilnim brzinama rotacije- od dvostruko brže od Zemlje, do 365 puta sporije (jedan dan te hipotetičke planete trajao bi 365 zemaljskih dana). Varijacije u količini svetlosti koju planeta dobija (uz pretpostavku zvezde nalik Suncu) varirale su između 2.5 i 0.25 puta Zemljine stvarne količine dobijene svetlosti.
Kako oblaci nastaju isparavanjem vode, koja se uzdiže u atmosferu u obliku vodene pare, i potom kondenzuje, substelarna tačka (područje u kome je planeta okrenuta zvezdi) prilikom sporije rotacije biva duže izložena suncu, dovodeći do primetnijeg isparavanja i uzdizanja toplog, vlažnog vazduha, a potom, kondenzacije u atmosferi. Na taj način, na substelarnoj tački, oblaci bi bili prisutni do 90% vremena, reflektujući na taj način veliki deo sunčeve svetlosti i snižavajući temperaturu. U konačnim rezultatima simulacije, pokazalo se da planete koje rotiraju brzinom oko 100 puta manjom od Zemlje (ili sporije) mogu dovoljno smanjiti Koriolisov efekat, tako da se atmosfera ne razlaže u distinktivne regije, već ostaje kompaktna, omogućavajući tako zadržavanje velike količine oblaka. Dakle, čini se da udaljenost od zvezde nije jedini faktor koji može uticati na njenu naseljivost. Upravo ova studija pokazuje da čak i ukoliko planeta prelazi toplu granicu svoje naseljive zone, spora rotacija koja uzrokuje veću oblačnost, a time veću reflektivnost i nižu temperaturu, mogu nadoknaditi nedostatke uzrokovane naizgled nepovoljnim položajem planete u sistemu.
Ipak, ova studija sa sobom nosi još nešto izvan implikacija vezanih za egzoplanete. Ukoliko se ovi modeli pokažu kao ispravni, a hipoteza kao tačna, njena snažna implikacija ukazaće nam na još jedan deo istorije našeg solarnog sistema. Naime, sa masom i veličinom sličnim Zemlji, užom orbitom i rotacijom oko 240 puta sporijom od Zemlje, čini se da Venera savršeno odgovara hipotetičkim planetama iz simulacije. Postoji samo jedan problem- umesto plave planete skrivene belim oblacima, Venera pretstavlja užarenu pustinju sa atmosferom otrovnih gasova i temperaturama od preko 400 stepeni celzijusa. O čemu se radi?
Ukoliko se pomenuti model pokaže kao tačan, to će biti konačna potvrda hipoteze da je Venera nekada rotirala znatno brže- između 10 i 100 sporije od Zemlje, što u njenom konkretnom slučaju ne bi bilo dovoljno sporo da zaustavi proces zagrevanja. Ipak, uz odsustvo velikog meseca koji bi na nju uticao, Venerino usporavanje za sada ostaje u domenu spekulacija, među kojima se kao najverovatniji uslov navodi sudar sa drugim nebeskim telom- velikim asteroidom ili kometom. Mada, postoji i hipoteza da su drugi faktori doveli do njenog zagrevanja, poput niza erupcija vulkana na globalnom nivou, ili neke druge forme globalne katastrofe. Ipak, konačan odgovor još je otvoreno pitanje.
Ovo istraživanje, ukoliko se pokaže kao tačno nosiće snažne implikacije. Ovo bi moglo da bude otkriće prvog mehanizma kojinaše shvatanje naseljive zone drastično menja, odvajajući je od samo jednog faktora- razdaljine, pokazujući nam da se sklop koji omogućava nastanak i razvoj života može uspostaviti na mnogo različitih načina, a da je delikatna ravnoteža u kojoj se nalazi Zemlja samo jedna od mogućih kombinacija.

Izvori:
Space.com

Gliese 832c i implikacije za dalja istraživanja

 

 Od kad se intenzivirala potraga za egzoplanetama, otkriće sveta nalik na Zemlju postajala je sve realnija opcija. Dok i dalje iščekujemo pronalazak prve planete koja je zaista nalik na Zemlju, otkrića različitih svetova smeštenih u naseljivu zonu (pojas oko zvezde u kom bi planeta dobijala toliku količinu energije da omogući temperature na kojima voda postoji u tečnom stanju) postavljaju pitanja i omogućavaju spekulacije o nastajanju i održavanju života u sredini koja je ipak u velikoj meri drugačija nego što je Zemlja. Od posebnog interesovanja bile su planete često nazivane "superzemljama" koje su između 4 i 7 Zemljinih veličina- svetovi o kojima ne znamo mnogo, a čini se da mogu postojati u različitim oblicima- ogromne sfere kamena, sa tankim atmosferama- dakle, kao znatno veća Zemlja; ali i kao manja kamena jezgra sa ogromnim atmosferama od lakih elemenata- dakle, kao umanjeni Neptun ili Jupiter. Ova razlika može biti ključna prilikom razmatranja pitanja naseljivosti planete.
Gliese 832 je crveni patuljak, udaljen 16,1 svetlosnih godina od Zemlje, u sazvežđu Ždrala, sa oko 0,45 masa Sunca. Oko ove zvezde je otkrivena jedna planeta u septembru 2008., Gliese 832b, sa oko 0,64 masa Jupitera koja orbitira oko svoje zvezde na 3,4 AU (astronomical unit = prosečna udaljenost Zemlje od Sunca, zvanično definisana kao 149597870700 metara), i treba joj oko 9 Zemaljskih godina da završi orbitu. Kao takva, ona se nalazi izvan naseljive zone, u daleko hladnijem delu sistema. Sada, međunarodni tim naučnika je potvrdio postojanje još jedne planete, superzemlje Gliese 832c koja ima 5,4 mase Zemlje i orbitira oko zvezde na 0,16 AU, završavajući svoju godinu za oko 36 Zemaljskih dana. Kako je zvezda Gliese 832, crveni patuljak (klase M1.5V, M patuljak) manja i hladnija od Sunca, ovo rastojanje pretstavlja naseljivu zonu (po optimističnijim procenama), dok "konzervativno" viđenje naseljive zone isključuje ovu planetu.
Planeta je otkrivena kada je međunarodni tim stručnjaka uspostavio saradnju sa nizom organizacija i različitih grupa koje su se bavile ksenološkim istraživanjima. Tako, ovo otkriće pretstavlja i lep primer međunarodne saradnje naučnika i istraživača. Tim naučnika koji je istraživanje započeo u Australiji, analizirao je posmatranja ove zvezde i podatke dobijene sa više lokacija- UCLES, Carnegie Planet Finder Magelan teleskopa u Čileu, i HARPS spektograf, takođe u Čileu pod pokroviteljstvom ESAe.

Orbitalna analiza- klikni za uvećan prikaz

 Naučnici primećuju da, ukoliko ostavimo po strani veličinu planete, sistem Gliese 832 u mnogo čemu potseća na Sunčev sistem, ali u manjoj verziji- kako je zvezda hladnija, planete su daleko bliže zvezdi, u odnosu na Sunčev sistem. Naime, dok u naseljivoj zoni postoji planeta koja ima određen statistički potencijal da zaista bude naseljiva, u sistemu postoji i veća spoljašnja planeta, koja je možda, odigrala sličnu dinamičku ulogu u tom sistemu, kao Jupiter u našem.
Naučnici procenjuju da bi Gliese 832c trebalo da dobija približno istu količinu energije kao i Zemlja, mada nije sigurno kako to može uticati na njen potencijal za život jer je moguće da Gliese 832c poseduje veliku atmosferu koja može dovesti do efekta staklene bašte, zagrevajući tako planetu do temperatura na kojima će voda ispariti. Za potrebe određivanja očekivanih temperatura različitih planeta, jedno od sredstava za analizu je temperatura ekvilibrijuma planete (Planetary equilibrium temperature), računanje temperature ukoliko se zanemare svi faktori sem uticaja zvezde. Temperatura ekvilibrijuma za Gliese 832c iznosi -20 stepeni celzijusa (što je približno Zemljinoj vrednosti od -18, ali uz veće varijacije- do 25 stepeni). Ipak, velike razlike u atmosferama, veličinama, zvezdama oko kojih orbitiraju, može značiti i druge bitne razlike koje mogu dovesti do toga da umesto nalik na Zemlju, ova planeta bude više nalik na Veneru, pretopla za život sa ogromnom atmosferom koja je karika u ciklusu ekstremnog efekta staklene bašte.
Ipak, veliki broj karakteristika je nepoznat, tako da iako postoje opravdane sumnje vezane za potencijalnu negostoljubivost Gliese 832c, postoji verovatnoća da ona izgleda drugačije nego što mislimo, kako sa trenutnom tehnologijom, većina ključnih podataka ostaje nepoznata. Kao poseban naučni metod za prvo procenjivanje sličnosti neke planete sa Zemljom, grupe naučnika su radile na razvoju specifične jedinice (na ovom polju veliki doprinos je dala Planet Habitability Laboratory sa Aresibo univerziteta u Čileu) koja je definisana kao ESI (Earth Similarity Index). ESI pretstavlja jednačinu koja uzima u obzir različite značajne parametre (uglavnom stelarni fluks i masu) i daje vrednost između 0 i 1, gde je savršeni Zemljin "blizanac" 1. Gliese 832c ima ESI od 0,81, što je smešta među tri egzoplanete sa najvećim ESI- Gliese 667Cc (0,84) i Kepler 62e (0,83). Kako je Gliese 832c najbliža Zemlji, naučnici smatraju da će biti česta meta daljih istraživanja i posmatranja.
Različita neodgovorena pitanja, kao i neke karakteristike koje ukazuju da ova planeta najverovatnije nije zaista nalik na Zemlju ne čine ovo otkriće spektakularnim u smislu otkrića savršenog kandidata za istinsku drugu Zemlju. Ovo otkriće je značajno iz više drugih razloga, a posebno zbog implikacija ovog otkrića i pitanja koja postavlja. Kao prvo, ovo je još jedna egzoplaneta koja je bila dovoljno blizu zadatim parametrima da se razmatra kao potencijalno naseljiva, i samo pokazuje da manje planete, kao i one koje su u svojim naseljivim zonama nisu retke kao pojava u svemiru. Zbog svoje blizine, ova planeta može da postane česta meta daljih istraživanja što će unaprediti naša znanja o egzoplanetama i solarnim sistemima, ali možda biti i poligon za razvoj nove tehnologije, koja će nam omogućiti da o drugim planetama saznamo mnogo više. Najzad, ova studija pokazuje koliko smo napredovali- od prepirki oko toga da li planete postoje izvan našeg sistema, da li su rekte, preko centralnih ideja o naseljivosti, već sada razmatramo uticaje atmosfere, interakcije sa drugim telima i druge karakteristike koje naše shvatanje "naseljive planete" daleko proširuju. Ovakve planete pokazuju nam da nekada shvatanje naseljive zone u smislu određenog temperaturnog pojasa više nije dovoljno za naš pogled u noćno nebo. Sada već znamo dovoljno da shvatimo da različiti elementi u specifičnoj interakciji stvaraju naseljivu planetu i različiti parametri različito mogu varirati i menjati lice planete. To je najsnažnija implikacija ovog otkrića- počeli smo da razumevamo kompleksne odnose ovih elemenata, i tako, da sebi otvaramo vrata za razmatranje različitih potencijalno naseljivih svetova. Razrada teorija koje su počele sa goldilock's zone i Earth Similarity Index-om moraju da nastave da se razvijaju, dajući nam jednog dana obuhvatnu teoriju pomoću koje ćemo preciznije procenjivati novootkrivene svetove, stvarajući jasniju sliku o svetu oko nas. Mnoge sile oblikuju svetove oko drugih zvezda i samo razumevanje tih sila može nam omogućiti da zavirimo dublje, pogledamo preciznije u ove udaljene svetove i usmerimo našu potragu u ispravnom pravcu. Samo razumevanjem kompleksnih sistema interakcija, možemo napraviti sledeći korak u potrazi za vanzemaljskim životom, i proširiti naše shvatanje "naseljive planete".

Izvori:

Universe Today
Space.com
Planet Habitability Laboratory
Wikipedia [1]
Wikipedia [2]

Kako izgleda superzemlja?

Akrecioni disk iz kog se formira solarni sistem. Zbog zajedničkog hemijskog porekla čitavog sistema, hemijski sadržaj zvezde i odnos njenih elemenata, posebno prisustvo onih težih od vodonika i helijuma, može ukazati na određene karakteristike koje će njene planete imati, posebno ukoliko govorimo o veoma interesantnoj i za sada, slabo istraženoj grupi- superzemlje.

 Jedna od činjenica o planetama koje gotovo svi znaju jeste da one dolaze, sa manjim ili većim varijacijama u dve osnovne vrste- male, kamenite planete poput Merkura, Venere, Zemlje i Marsa, kao i ogromne planete sa gigantskim atmosferama od vodonika ili helijuma, ili smeše sa dodacima drugih gasova, koje obmotavaju mala jezgra, kao što su Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Ipak, potraga ze egzoplanetama koja se intenzivirala u poslednjih nekoliko godina, radom ESAe i s njima povezanim opservatorijama i istraživanjima, ali i Kepler misijom NASAe, a posebno internacionalnom saradnjom naučnika, pokazala je da planete mogu pretstavljati različite ekstreme, kao i da mogu biti drugačije od bilo čega što smo u Sunčevom sistemu videli. Umesto ledenih džinova, upoznali smo se sa "vrućim Jupiterima", ogromnim gasovitim planetama koje "ključaju" u uskoj orbiti oko svoje zvezde, zatim sa "vodenim svetovima", sa beskrajnim okeanom, bez kopna. A, tu su naravno, i superzemlje- nejasna kategorija, planete veće od Zemlje do oko 4 puta. Ipak, da li su one sličnije Zemlji ili Neptunu. U kojim se varijacijama one mogu pojaviti? Čini se da možda imamo odgovor. Ali, pre toga, kako je do tog potencijalnog odgovora došlo i zašto je ovo pitanje- konkretnih karakteristika jedne grupe planeta toliko veliki izazov?
Iako je gotovo 75% planeta otkrivenih u misiji Keplera upravo ove veličine (prečnik je manji od četiri Zemljina), i dalje nemamo mnogo podataka o njima i to iz razloga što metoda koju Kepler koristi, takozvana, tranzitna metoda gde teleskop posmatra zvezdu i ukoliko egzoplaneta prođe, orbitirajući oko svoje zvezde, između nje i Keplerovog instrumenta, beleži se specifičan pad u svetlosti zvezde. Analizirajući ponavljanja tog uzorka, naučnici mogu da potvrde da se radi o stvarnoj egzoplaneti. S druge strane, iz količine svetlosti koja je izostala prilikom tranzita, moguće je izračuniti veličinu planete (odatle nam poznati prečnici). Ipak, da bismo saznali kako te planete zaista izgledaju, potrebno nam je još podataka. Gotovo je nemoguće (sa trenutnom tehnologijom) teleskopom direktno snimiti planetu, i to tako da ta slika ima određenu "informacionu težinu". S druge strane, poznavanje gustine planete moglo bi nam omogućiti da izračunamo vrednost koja će nam dati pretstavu o tome kakav je hemijski, odnosno geološki sastav neke planete. Jedini problem je što Kepler ne može svojim posmatranjem zaključiti ništa o masi planete koja je za tu jednačinu neophodna. Upravo tu se pokazuje veliki značaj drugog veoma bitnog metoda za potragu za egzoplanetama. Radi se o radial velocity metodu, koji je mnogo češće koristila European Southern Observatory smeštena u Čileu. Ovim metodom, utvđuje se koliki je gravitacioni uticaj planete na zvezdu, te se time može izračunati njena masa. S druge strane, ovaj metod nam ne može reći ništa o prečniku ove planete. Stoga, ova dva metoda veoma su kompatibilna i daju nam širu sliku.
Ipak, da bi obe vrste merenja mogle da se primene na istu planetu, neophodno je da njena zvezda bude i dovoljno blizu Zemlje, za primenu radial velocity metoda, i da bude tako poravnata iz ugla Zemlje da je na nju primenjiva transit metoda.

Da li bi život mogao da nastane na planeti koja je veličine Zemlje, ali sa daleko masivnijom atmosferom- na takozvanom "gasovitom patuljku"?

 Zbog toga, tim naučnika je pokušao da proveri novu hipotezu- posmatrajući samo zvezdu, možemo zaključiti nešto o njenim planetama. Pretpostavka je bila da kako su zvezda i njene planete bile formirane iz istog oblaka kosmičke prašine i gasa, hemijski sastav zvezde donekle će oslikavati i sastav planeta. Zbog toga, naučnici su posmatrali karakteristiku zvezda poznatu kao metallicity, prisustvo elemenata težih od vodonika i helijuma.
Rezultati su bili interesantni. Činilo se da zvezde sa većim procentom ovih elemenata teže da oko sebe imaju veće planete, što je odgovaralo početnoj pretpostavci- prisustvo težih elemenata dovešće dobržeg formiranja kamenitih jezgara koja će imati vremena da prikupljaju oko sebe velike atmosfere vodonika i helijuma. S druge strane, u rezultatima su primetne tri grupe zvezda, koje odgovaraju podgrupama kategorije superzemlja. Tako planete do veličine 1,7 Zemljinih prečnika najčešće jesu kamene planete poput Zemlje koje se formiraju oko zvezda koje su poput Sunca, ili još siromašnije težim elementima. Zvezde koje imaju nešto veći procenat ovih elemenata od Sunca teže da stvaraju planete veličine od 1,7 do 3,9 Zemljinih prečnika. Ova kategorija planeta sada je nazvana "gasoviti patuljci" koji, u zavisnosti od svog položaja u sistemu, mogu izgledati veoma drugačije. Najzad, zvezde koje su veoma bogate teškim elementima u svojim sistemima imaju gasovite džinove poput Jupitera i neretko veće, čiji je prečnik uvek veći od 4 Zemljina.
Gasoviti patuljci, nova kategorija planeta, smeštena između dva ekstrema-malih kamenitih planeta sa tankom atmosferom težih elemenata i ogromnih planeta čvrstog jezgra i ogromnog gasovitog omotača od lakih elemenata, započele su put gasovitih džinova, prikupljajući oko sebe veliku atmosferu. Ipak, one nikad nisu dostigle veličinu džinova Sunčevog sistema, što može značiti da u nekim slučajevima, na površini svojih "jezgara" ne moraju imati ekstremne uslove, kakve poznaju džinovi Solarnog sistema. Ipak, čak i oni, kako se čini, mogu doći u dve varijacije- pored ove "umanjene" verzije gasovitih džinova, ukoliko su smeštene nešto dalje od svoje zvezde, ove planete mogu imati relativno tanku atmosferu, ali zato ogromno "jezgro". Odnosno, mogu biti i do nekoliko puta veće od Zemlje- ogromne kamene sfere, izgubljene u sjaju dalekih zvezda.
Čini se da odnos hemijskih elemenata u jezgru zvezde utiče u statistički značajnoj meri na formiranje određenog tipa planeta u jednom sistemu. Prisustvo teških elemenata u zvezdi, ukoliko je slično odnosima hemijskih elemenata u Suncu, dovodi do formacija planeta koje su veoma nalik na Zemlju po svojoj veličini i hemijsko-geološkoj strukturi. Upravo ovakav odnos elemenata može dovesti do stvaranja planeta koje su dovoljno velike da zadržavaju atmosferu, imaju magnetno polje i potencijalno, veliki Mesec- bitni uslovi za nastanak i razvoj života. Manje od ovoga, i u sistemu se mogu naći patuljaste planete koje ne mogu imati svoje magnetno polje, pa tako ni zadržati atmosferu. Više od toga, i planete mogu postati neobične sfere- kameni giganti, veći i do tri puta od Zemlje, ili sitne planete obavijene velikim gasovitim omotačem, ali manje pet do šest puta u odnosu na Jupiter. Ove teorije za sada čvrsto stoje i odgovaraju kako modelima, tako i statističkom istraživanju- upoređivanju hemijskog sastava oko 400 zvezda sa veličinama oko 600 planeta. Kroz ovo istraživanje, stekli smo novo saznanje o dalekim svetovima, a kosmička arena se proširila na planete za koje do pre par godina nismo bili sigurni da li postoje.

Izvori:
Space.com [1]
Space.com [2]

Egzobiološke perspektive za planete oko zvezda F klase

Okeani pod blještavom svetlošću zevzde F klase (simulacija)

 Sa potragom za egzoplanetama koja se intenzivirala u zadnjih nekoliko godina, došlo je i veliko interesovanje za spekulacije i simulacije koje su trebale da odrede različite varijable koje bi stvorile povoljne uslove za život na nekoj hipotetičnoj planeti. Pre samo nekoliko godina, jedini pouzdani faktori bili su veličina i udaljenost od zvezde. Iako su to jedini parametri koje za sada možemo manje ili više pouzdano poznavati, otvorene su mnoge diskusije i pokrenuti projekti koji će omogućiti preciznije shvatanje drugih uslova i njihovih međupovezanosti.
Kako su otkrića egzoplaneta usmeravala i davala pogon ovim pitanjima, sa otkrićima koji ukazuju na statističku prednost crvenih patuljaka u mogućnosti da imaju planetu pogodnu za nastanak života, i istraživanja različitih faktora usmeravala su se na ove zvezde, odnosno, na razumevanje upravo onih uslova koji će u sredinama zvezda M klase stvoriti uslove za nastanak i razvoj života. U tom smislu, najveći deo znanja o uslovima vezanim za određenu stelarnu klasu bila su znanja u klasama M i G (koje je i naše Sunce). Sada, nova studija detaljno ispituje uslove vezane za sredinu oko svetlijih, masivnijih zvezda F klase, koje sijaju blistavom, belom svetlošću (za razliku od svetložutog Sunca i crvenih M zvezda) i žive kraće od pomenutih (životni vek Sunca iznosi oko 10 milijardi godina, dok zvezde M klase mogu da sijaju čak i do nekoliko triliona godina- duže nego što svemir postoji u ovom trenutku), sa stabilnim periodom od oko 2 do 4 milijarde godina. Naizgled kratak vremenski period u kom bi život trebao da nastane i evoluira, kao i veća količina štetnog UV zračenja bile su smatrane osnovnim preprekama za nastanak života. Sada, nova studija pokušava da pruži uvid u potencijalne načine na koje egzoplanete ipak mogu stvoriti uslove za nastanak života.
Ipak, prepreke nisu zanemarljive. Sprovedena studija je, konkretno, istraživala faktore vezane za zvezde F klase koje su od 1.2 do 1.5 puta veće od Sunca. Uzevši u obzir količinu UV zračenja koju emituju, naučnici su proračunavali koliko bi bilo zračenje na površini planete koja bi bila u orbiti analognoj Zemljinoj (kako je zvezda veća, i planeta bi se nalazila dalje od Sunca). Dobijeni rezultati upoređeni su sa poznatim faktorima koji dovode do degradacije organskih molekula. Tako je izračunat akcioni spektrum- stepen degradacije DNK molekula u datoj sredini. Rezultati su pokazali da je količina oštećenja od 2.5 do 7.1 veća od one koju uzrokuje Sunce. Ta vrednost dovoljna je da uzrokuje veća oštećenja na DNK molekulima, i možemo reći da bi onemogućila evoluciju kakva se odigrala na Zemlji.
S druge strane, ova studija nije uzimala u obzir relevantne faktore poput atmosfere ili vode. Čini se da uz dovoljnu zaštitu, život bi mogao da se razvije, recimo, duboko pod vodom gde je zaštićen od radijacije. Štaviše, upravo to se dogodilo na Zemlji. Upravo mikroorganizmi koji vrše fotosintezu i žive u vodi, bili su oni koji su pustili kiseonik u atmosferu omogućavajući tako stvaranje ozonskog omotača (reakcijom atoma kiseonika usled bombardovanja Sunčevom radijacijom) što je dovelo do smanjenja nivoa radijacije i mogućnosti nastajanja kompleksnijih oblika života, i kopnenog života uopšte. Upravo ozonski omotac upija najštetnije UV zrake (UVC), propuštajući manje pogubne UVA i UVB koji izazivaju samo manja oštećenja, ili je potrebno više izloženosti za teža (na Zemlji, opekotine od Sunca ili rak kože). S druge strane, autori studije naglašavaju da UV zračenje ne mora biti nužno loš faktor. Štaviše, više radijacije (koja bi ipak prodirala u nekoj meri kroz ozonski omotač) dovodilo bi do čestih manjih promena na DNK molekulima koji ne bi dovodili do degradacije. Na taj način, hemijski visoko reaktivna sredina može omogućiti i lakše započinjanje života i njegovu bržu evoluciju, jednom kada prvi organizmi stvore kiseonik neophodan za ozonski omotač.

 

 Još jedna neočekivana prednost zvezda F klase je što imaju najšire naseljive zone od svih zvezda za koje smatramo da su pogodne za nastanak života. Ovaj faktor mogao bi da dovede do toga da se statistički češće pogodna planeta nađe u naseljivoj zoni, a potencijalno, u jednom sistemu može lakše da postoji i više naseljivih planeta. I najzad, šira granica naseljive zone znači i da planeta može biti dovoljno daleko da sama udaljenost bude faktor u smanjivanju zračenja.
Uzevši ove faktore u obzir, možemo zaključiti da zvezde F klase svakako vredi dodatno istražiti. Među bezbrojnim zvezdama noćnog neba, skrivaju se mnogi neverovatni svetovi, potpuno drugačiji od našeg. Ipak, čini se da ispod najrazličitijih sunaca ipak mogu postojati jedinstvene planete, sa jedinstvenom igrom hemije, fizike i evolucije.

Izvori:

Space.com

Kepler 186f

 

Još od kada je teleskop Kepler poslao svoje prve informacije iz orbite na Zemlju, naše znanje o egzoplanetama, nebeskim telima koja kruže oko drugih zvezda, neprestano raste. U poslednjih nekoliko godina, naše znanje o svemiru, našem stelarnom susedstvu i potencijalu za nastanak drugih planeta i potencijalno, života na njima, neprestano raste. Prvi pogledi u druge sisteme, koje su omogućili Kepler, kao i posmatranja koordinirana od strane ESAe, ili međunarodnih timova, bazirana uglavnom na posmatranjima teleskopima sa površine i, češće, upotrebom radial velocity metoda, za razliku od Keplerovog tranzitnog metoda, otvorili su vrata u jedno novo, do sada neistraženo polje proučavanja egzoplaneta.
Prvi rezultati su bili fascinantni- sa otvaranjem ovog polja istraživanja, pojavile su se nove kategorije planeta, onakve kakve nismo primetili u našem sistemu. Među prvim otkrivenim planetama našli su se vrući Jupiteri, gasoviti džinovi ogromnih prečnika i masa, u uskim orbitama oko svojih zvezda. Pronašli smo planete ekscentrične orbite na kojima godišnja doba traju vekovima i ekstremnija su od svih promena na Zemlji, počeli smo da spekulišemo o vodenim svetovima, superzemljama, i, naravno, kao najznačajniji cilj potrage- naseljive planete, planete nalik Zemlji.
Da bi planeta imala povoljne uslove za razvoj života, neophodno je poklapanje nekoliko različitih faktora. Ipak, moramo imati na umu da su sve naše pretpostavke zasnovane na posmtaranju jedine planete za koju pouzdano znamo da ima sve neophodne uslove da na njoj život ne samo nastane, već i nastavi da se razvija, stvarajući tokom evolucije sve kompleksnije oblike života, uz veliki biodiverzitet- Zemlje. Možemo pretpostaviti da i uz donekle izmenjene uslove, život može da nastane, adaptira se i razvije se na neki specifičan način. S druge strane, neka radikalna odstupanja od neophodnih uslova koje Zemlja ispunjava može značiti nastajanje i održavanje samo najjednostavnijih oblika života, bez velikih izgleda za nastanak kompleksnijih formi, i najzad, inteligencije.
Ipak, postoje uslovi koje možemo smatrati nužnima da bismo uopšte razmatrali pitanje potencijalnog života na nekoj planeti. Najbolji pokazatelj jeste prisustvo tečne vode. A, da bi voda postojala, planeta se mora nalaziti na određenom mestu u svom solarnom sistemu, u takozvanoj goldilock's zone, udaljena od svoje zvezde tako da se voda ni ne smrzne (kao što je slučaj sa planetama veoma udaljenim od svoje zvezde), niti ispari u atmosferu (preblizu zvezde). Dok su postojale spekulacije o oblicima života u atmosferama gasovitih džinova, čini se da su šanse daleko veće da život pronađemo na planeti koja je poput Zemlje- kamenita, čvrsta planeta, sa manjom atmosferom (za razliku od gasovitih džinova koji imaju malo jezgro pod ogromnim pritiskom atmosfere koja sačinjava najveći deo planete). Dakle, najosnovniji pokazatelji koji bi ukazali da je neka planeta potencijalno nalik na Zemlju su njena veličina i njen položaj u sistemu. Do sada, pronalazili smo planete koje nisu zadovoljavale ni jedan kriterijum (poput vrućih Jupitera), ili su bile takve da nismo mogli sa sigurnošću tvrditi koliko nalik Zemlji one zaista jesu).
Otkriće nove egzoplanete, Keplera 186f svakako je značajan i veliki korak na putu otkrića koji nas vodi sve bliže pronalasku "svetog grala" potrage za egzoplanetama- planetom istinski nalik Zemlji.

Klik za uvećan prikaz

Smešten u naseljivoj zoni svoje zvezde, na 52,4 miliona kilometara od nje, Kepler 186f nalazi se u sazvežđu Labuda, sa matičnom zvezdom udaljenom oko 490 svetlosnih godina od Zemlje. Godina na ovoj planeti traje oko 130 dana. Kepler 186f je najdalja je od do sada pet otkrivenih planeta koje oko zvezde kruže u užim orbitama, obilazeći je za četiri, sedam, trinaest i dvadeset dva dana.
Smešten na "hladnijoj strani" naseljive zone, sa prečnikom od 1.1 Zemljinih, Kepler 186f je planeta koja je od svih do sada otkrivenih najbliža idealu "Zemljinog blizanca". Nešto veća i hladnija od Zemlje, Kepler 186f orbitira oko zvezde M klase, crvenog patuljka, manje i hladnije od Sunca. Mada su zevzde M klase poznate po svojim solarnim bakljama koje mogu biti destruktivne po potencijalni život na površini, "hladnija" orbita smešta Kepler 186f u zonu za koju se očekuje da je bezbedna od destruktivnog uticaja zvezde. Zbog svoje realtivne udaljenosti od zvezde, pitanje je da li je gravitaciono zaključana, i naučnici procenjuju da su šanse za to 50%. Ipak, kako se nalazi bliže svojoj zvezdi, nego što je Zemlja Suncu, očekuje se da će jedan dan na ovoj planeti trajati možda čak nekoliko "zemaljskih" nedelja ili meseci. Sa gotovo kružnom orbitom, i verovatno manjim nagibom, očekuje se da ne bi bilo izražene smene godišnjih doba na ovoj planeti.
Ipak, centralni faktor koji bi ukazao da li je moguće da na ovoj planeti postoji tečna voda jeste njena atmosfera. Na toj udaljenosti od svoje zvezde, neophodno je prisustvo nešto veće atmosfere koja bi povećala šanse za održanje tečne vode na površini. Naučnici veruju da je moguće da upravo veličina ove planete ukazuje na atmosferu koja je ključni faktor u ovom slučaju.
Ipak, čak i ukoliko se pokaže da je Kepler 186f više nalik na savremeni Mars nego na Zemlju, ovo otkriće je i dalje od velikog značaja. Kako su zvezde M klase najčešći tip zvezda u našoj galaksiji, otkriće jedne planete koja je blizu karakteristika neophodnih za razvoj života, statistički govori da je otkriće pravog "Zemljinog blizanca" samo pitanje vremena.

Izvori:
Space.com [1]
Space.com [2]
Space.com [3]
Wikipedia 

Cirkumplanetarna naseljiva ivica

Zamišljeni egzomesec Pandora iz filma Avatar

Kada smo ušli u eru intenzivnog otkrivanja novih tipova egzoplaneta, uz nama trenutno dostupnu tehnologiju, najneobičnije otkriće bio je ogroman broj džinovskih planeta, smeštenih, bilo na istoj poziciji kao u našem sistemu, bilo tik uz zvezdu (takozvani vrući Jupiteri), a jedan njihov broj otkriven je i u naseljivim zonama njihovih zvezda. Pored najrazličitijih položaja, otkrivene planete su imale i velike varijacije u masi i veličini. Neretko, otkrivali smo planete koje su i do nekoliko puta veće od Jupitera, najveće planete našeg sistema. Ovo je pokrenulo nekoliko interesantnih pitanja- pre svega, veća masa planete verovatno bi dovela i do formacije većih meseca, koji, kako sada pretpostavljamo, mogu biti veliki koliko i Mars. Ukoliko bi se takav mesec našao u orbiti oko planete koja je udobno smeštena u naseljivu zonu, postoji velika verovatnoća da bi na tom mesecu mogli da nastanu uslovi za razvoj života.
Do sada, sa tehnologijom koja nam je trenutno dostupna kada govorimo o lovu na potencijalne oaze života izvan našeg sistema, oslanjamo se pre svega na radial velocity metod, merenje gravitacionog uticaja planete na zvezdu i transit metod čiji je predstavnik Kepler teleskop, specijalizovan za merenje opadanja svetlosti zvezde kada se planeta nađe između Zemlje i zvezde koju Kepler posmatra. Ove tehnologije za sada su nedovoljno precizne da nam omoguće podatke koji bi potvrdili postojanje egzomeseca, jer zbog veoma malih oscilacija koje bi izazivali, ključni dokazi bi se u većini slučajeva nalazili izgubljeni u pozadinskom šumu ili svetlosti zvezde. Ipak, po analogiji sa Sunčevim sistemom, njihovo postojanje je sigurna pretpostavka.
Zato, bilo je bitno odgovoriti na pitanje, ukoliko svi uslovi budu zadovoljeni, mogu li egzomeseci biti oaze života u kosmičkom beskraju? Preciznije, bilo je neophodno utvrditi koji su to uslovi čije je zadovoljenje neophodno.

 

Naravno, ključno je da se džinovska planeta oko koje mesec orbitira nalazi u naseljivoj zoni svoje zvezde. Ali, oni jednako ključni faktori su zapravo kompleksne interakcije između egzomeseca i njegove planete, pre svega gravitacione, a jednako bitno i magnetne interakcije, a potom i još nekoliko potencijalno značajnih faktora- stepena refleksije planete, njene termalne emisije. Radi lakše i šire analize, tim naučnika koji se bavio ovim problemom utvrdio je postojanje cirkumplanetarne naseljive ivice. Za razliku od (cirkumstelarne) naseljive zone, koja obuhvata manje ili više precizno utvrđenu zonu, cirkumplanetarna naseljiva ivica označava neophodnu minimalnu razdaljinu od planete da bi mesec bio potencijalno naseljiv.
Prvenstveno, ta razdaljina je bitna zbog gravitacionih interakcija- kako ekstremne "plime" i "oseke" mogu izazvati ugibanje kore meseca, što bi dovelo do destruktivnog vulkanizma i zagrevanja meseca do tačke kada na njemu ne može postojati tečna voda, a time, ni život. Slično tome, termalna emisija i stepen refleksije planete mogu takođe da dovedu do rasta temperature i učine planetu negostoljubivom za život.
S druge strane, najveća opasnost za planetu dolazi iz dubine svemira- u formi smrtonosne radijacije. Kako je vrlo malo verovatno da egzomesec bude masivniji od Marsa, najverovatnije je da najveći broj egzomeseca neće imati svoje magnetno polje, pa će tako jedina šansa opstanka života biti da se egzomesec nađe u okrilju magnetosfere džinovske planete.

Evolucija magnetosfere kroz vreme u zavisnosti od tipa planete

Planetarna magnetosfera se nalazi na mestu sudara stelarnih vetrova i planetarnog magnetnog polja i uglavnom je mnogo veća od same planete. Magnetosfera Jupitera je, recimo, oko 50 puta veća od same planete i obuhvata njegove mesece.
Takođe, magnetosfera evoluira, i s vremenom, kako pritisak stelarnih vetrova opada, magnetosfera se širi do svog punog potencijala, u određenom brzinom u zavisnosti od veličine planete. Pronađeno je nekoliko podzona:

1. 20 poluprečnika planete udaljeni egzomeseci će funkcionisati kao zasebne planete. Dovoljno su udaljeni od svoje matične planete da ne trpe gotovo nikakve primetne termalne ili gravitacione efekte. Ipak, takođe će često biti izvan magnetosfere planete, tako da je za život na njima neophodno postojanje njihovog magnetnog polja što nije mnogo verovatno.

2. 5-20 poluprečnika je udaljenost na kojoj se očekuje najveći broj otkrivenih egzomeseca. Ova nebeska tela najverovatnije neće u nastanku sistema biti obuhvaćena magnetosferom, ali to mogu postati u određenom periodu koji može biti od preko 4.6 milijardi godina, do 4.3 milijarde.

3. Ispod 5 poluprečnika, egzomeseci će se nalaziti unutar naseljive ivice i najverovatnije neće imati mogućnost da razviju život.

Dakle, slično kao i sa naseljivom zonom zvezde, sve se svodi na balans- dovoljno daleko da nema gravitacijskog zagrevanja ili drugog termalnog uticaja planete, ali dovoljno blizu da je egzomesec zaštićen magnetosferom matične planete. Ova razmatranja su veoma značajna kako nam skreću pažnju na još širu lepezu mogućnosti za nastanak života u svemiru. A, osim toga, ukoliko bismo nekada zaista pronašli egzomesec na kom se razvio život, biće to upoznavanje sa jednom potpuno novom, fascinantnom, vrstom nepoznatog sveta koji za sada ostaje u domenu spekulacije, ali uz veoma realnu mogućnost da svakog dana postane činjenica.

Izvori:

Universe Today
Originalni tekst

Lov na atmosfere

Slika Andrewa Stewarta, zamišljeni tokovi u Jupiterovoj atmosferi.

Za sada, najbolja polazna pretpostavka, kada govorimo o potrazi za životom u svemiru, jeste da gde ima tečne vode, uz dodatne faktore može biti i života. Postojanje tečne vode je, dakle, sin qua non uslov postojanja bilo kakvog oblika života. Za ostvarenje ovog uslova neophodno je više faktora, prvo, planeta (ili mesec) koji je predmet istraživanja mora imati raspon temperatura koje omogućavaju postojanje tečne vode na površini. Ovaj aspekat određen je kroz izračunavanje naseljive zone određene zvezde. Bar načelno, sve planete koje se nalaze unutar te zone bi trebalo da imaju temperature neophodne da se voda ni ne zaledi, ni ne ispari (iako u praksi različiti faktori mogu pomeriti naseljivu zonu bliže ili dalje od zvezde). Drugi nezaobilazan uslov za postojanje tečne vode jeste određen atmosferski pritisak koji ce omoguciti da voda ostane u tečnom stanju, odnosno, planeta mora imati atmosferu.
U našem solarnom sistemu imamo primere oba tipa atmosfera- ona sačinjena od lakših elemenata, velikog obima i mase (gasoivti džinovi) i ona sačinjena od težih elemenata, ali daleko manjeg obima i mase (poput Zemljine atmosfere).
Dok samo merenje mase, odnosno prečnika planete u nekim (krajnjim) slučajevima može biti dovoljno da se zaključi kom tipu planeta pripada- planete veće od Neptuna najverovatnije su gasoviti džinovi, dok su one manje od Zemlje verovatno sa tankom, težom atmosferom ili u potpunosti bez nje- veoma rasprostranjena kategorija planeta, takozvane Super-Zemlje, mase od dve do deset puta većih od Zemljine, se prilikom ovih observacija najčešće nađu u nedorečenoj kategoriji, odnosno, ne možemo sa sigurnošću tvrditi da li njen atmosferski tip odgovara više Zemlji ili Neptunu.
Ipak, tim naučnika uspeo je da izradi specifičan kompjuterski model koji će koristiti podatke dobijene putem primene dve komplementarne tehnike potrage za egzoplanetama (radial velocity i transit) da uporedi odnos njihovog prečnika i mase i tako izradi nekoliko grafikona i aproksimacija koje će omogućiti naučnicima da zaključe da li je planeta bliža prvom ili drugom atmosferskom tipu.
Ipak, da bi ovaj model bio funkcionalan, neophodno je da obe vrednosti, i prečnik i masa, budu što je preciznije moguće određeni, tako da je sada moguće precizno utvrditi samo tip onih planeta koje su dovoljno blizu da radial velocity metod može da detektuje gravitacioni uticaj planete na zvezdu, i u dobrom "uglu gledanja", da bi Kepler mogao da detektuje njen prečnik.

Uporedni prikaz preseka Jupitera i Zemlje.

Ovaj model funkcioniše na sledeći način- sa obe vrednosti, program izračunava jednostavnim postupkom gustinu planete. Prilikom tranzita, deo svetlosti je blokiran ne samo jezgrom, već i atmosferom planete, ali direktnim posmatranjem ne možemo utvrditi koliki procenat njenog prečnika otpada na atmosferu (kod Zemlje, taj broj je oko 1.5%). Model zatim prikazuje gde se na kontinuumu mogućih varijanti nalazi planeta. Teoretski određene granice su potpuno čvrsta planeta bez atmosfere i s druge strane, planeta potpuno sačinjena od vode (za sada, čini se da superzemlje ne mogu da budu sačinjene na ovaj način- uvek mora postojati čvrsto jezgro). Tako da bi, ukoliko rezultat bude potpuno vodena planeta, objašnjenje za tu izračunatu gustinu planete bilo postojanje lake, ali veoma obimne atmosfere.
Ipak, potraga za planetom koju ćemo nazvati drugom Zemljom i potraga za planetom na kojoj možda postoji neki radikalno drugačiji oblik života su različite stvari. Naime, naučnici se slažu da vodonik-helijum atmosfera koja omogućava tečnu vodu na površini ne mora isključivati mogućnost razvoja života koji bi na te uslove bio adaptiran. Zbog toga, obe forme superzemalja i dalje mogu biti u igri.
Ali, ovaj model sem neverovatnog novog alata za spoznaju sveta oko nas pruža i jednu prilično praktičnu olakšicu- čini lov na Zemlji nalik planete daleko efikasnijim. Naime, sa očekivanim teleskopima i satelitima čija su lansiranja najavljena za period od narednih pet do deset godina, koji će nam pružiti veoma detaljne i mnogo preciznije podatke o egzoplanetama, primena ovog modela na dotadašnje observacije pomoćiće nam da napravimo "uži izbor" onih planeta koje imaju najveći potencijal za najveće otkriće čovečanstva- otkriće druge planete nalik našoj.

Izvori:

Space.com

Oblaci života

Rezultat simulacije- grafički prikaz očekivanog rasporeda oblaka na planeti koja je "gravitacijski zaključana" sa svojom zvezdom.

U velikom broju postova sam već pominjao neverovatnu evoluciju naše ideje o egzoplanetama i vanzemaljskom životu, od dugo prihvatane predstave o "retkoj Zemlji" i Sunčevom sistemu kao kosmičkom izuzetku, pre nego pravilu, preko različitih teorija o velikom broju negostoljubivih planeta i gotovo nepostojećim naseljivim, do današnjih, veoma optimističnih prognoza. Takođe, ono što se promenilo jeste što su zvezde M klase, crveni patuljci, iz fusnota stručnih knjiga dospeli do senzacionalističkih naslova. Naime, naša galaksija, Mlečni put, sastoji se od oko 300 milijardi zvezda, od čega su tri četvrtine upravo crveni patuljci (o kojima sam već ranije pisao).
Ove male zvezde, nevidljive golim okom sa Zemlje samom svojom orgomnom cifrom postaju dobri kandidati za život. Ipak, kao što sam pominjao u više članaka, oni imaju i mnoge mane- njihovu nestabilnost s jedne strane, i s druge, orbitalno zaključavanje planeta- sinhronizaciju rotacije i revolucije planete, tako da je jedna strana uvek okrenuta zvezdi, a druga je u večnom mraku. Štaviše, sa bilo koje tačke planete bi izgledalo kao da je sunce zamrznuto na nebu, uvek u istom položaju, a ukoliko bismo išli linijom ekvatora od dnevne strane, iz područja večnog podneva bismo se kretali ka uskom prstenu večnog zalaska, odnosno izlaska sunca, i najzad, do predela večnog mraka.
Ovakvo stanje uticalo bi, pre svega, na stvaranje velike temperaturne razlike između noćne i dnevne strane, brzih vetrova i mnogih drugih nepogodnosti za život, koje, uošteno uzev, sužavaju inače nestabilnu naseljivu zonu oko ovih varijabilnih zvezda.

 

Ali, novo otkriće, bazirano pre svega na simulaciji (nadamo se i potvrdi, kada Džejms Veb teleskop najzad bude završen!), pokazuje da je naseljiva zona čak i šira nego što se mislilo, a da temperaturne razlike uopšte ne moraju biti drastične.
Evo i zašto- kada bismo posmatrali temperaturnu mapu Zemlje, snimanu iz svemira, neki delovi planete poput Brazila ili Indonezije mogu izgledati hladno. I to je upravo zbog velike količine oblaka koji se formiraju iznad ovih delova.
Oblaci mogu imati dvostruku funkciju- zadržavajući zračenje (toplotno isparavanje) tla, mogu povećati temperaturu, isto kao što hladni, visoki i veoma reflektivni oblaci mogu efektivno snižavati temperaturu. Naučnici veruju da, ukoliko voda postoji, upravo do toga dolazi. Naime, dok voda iz okeana isparava, reflektivni oblaci se formiraju na velikim visinama, na taj način snižavajući temperaturu. Tako bi termalni snimak neke ovakve egzoplanete možda otkrio čak topliju noćnu stranu- zato što bi snimak dnevne strane zapravo pretstavljao hladne i reflektivne oblake. Iako bi temperaturna razlika postojala, drastična razlika bi bila smanjena, a uloga oblaka čini naseljivu zonu daleko širom nego što smo ranije mislili.
Dakle, oblaci ne samo što stabilizuju temperature na povšini, već i, kada su i oni uzeti u razmatranje, naseljiva zona je proširena, i to duplo! Sa novim vrednostima, širom naseljivom zonom i prosečnim brojem i rasporedom planeta oko M zvezda, trenutna cifra je da samo oko crvenih patuljaka orbitira oko 60 milijardi naseljivih svetova! I to su samo svetovi oko crvenih patuljaka, samo u našoj galaksiji! Sem ovog neverovatnog priliva optimizma u ksenološka istraživanja, saznanje da se oblaci uvek formiraju u atmosferama gravitacijski zaključanih planeta sa okeanima, dobili smo još jedan način potvrde postojanja tečne vode na površini udaljenih egzoplaneta. Ipak, za preciznije informacije i najzad, "opipljive" činjenice vezane za stvarne egzoplanete, neophodna je nova tehnologija koja će obezbediti preciznija merenja i posmatranja.

Izvori:

Universe Today
Space.com

Koje boje je HD189733b?

Čuvena temperaturna mapa planete HD189733b iz 2007. godine. Prva mapa bilo koje vrste koja se odnosi na planetu van našeg sistema.

Planeta HD189773b je već poznata onima koji su se zanimali za egzoplanete- to je vrući Jupiter, udaljen 63 svetlosne godine od Zemlje, u sazvežđu Lisice, i poznat je po čuvenoj temperaturnoj mapi, izrađenoj 2007 godine, i upravo ta mapa je prva koja se odnosi na planetu van našeg sistema. Sada, HD189733b je pionir u još jednom naučnom poduhvatu. Prvi put smo uspeli da izmerimo boju neke planete van našeg sistema. I, možemo se nadati da kada ovaj metod usavršimo, da će i sledeća otkrića, merenja manjih planeta u naseljivoj zoni dati isti rezultat- HD189733b je plava!
Pored toga, ova planeta nije ni nalik na Zemlju, i mada nije stopostotno sigurno, veruje se da njena boja ne potiče od vode i specifičnih uslova atmosfere, već pre od staklenih čestica koje se formiraju u njenoj atmosferi pri ogromnim temperaturama kojima je izložena. Ova planeta je oko 1.16 puta masivnija od Jupitera i oko 13% veća, ali se nalazi toliko blizu svoje zvezde da se njena prosečna temperatura kreće od 1066 stepeni celzijusa do 1260. Godina na HD189733b traje samo 2.2 zemaljska dana! Vetrovi na ovoj planeti duvaju brzinom od oko 7000Km/h, noseći komadiće vrelog stakla. Dakle, ova planeta, pored boje, uopšte ne liči na našu, i veoma je negostoljubiva za život, kakvim ga poznajemo ovde, na Zemlji.
Ali, kako je tim naučnika uspeo da izmeri boju planete koji ne može čak ni direktno da vidi?

Ilustracija, kako bi HD189733b mogla da izgleda kada bismo je videli direktno.

Posmatrajući svetlost koja se odbija od planete, naučnici su zapravo posmatrali promene u spektru celog sistema, čekajući da planeta zađe iza zvezde. U trenutku kada je nestala sa vidika, plavi deo spektra je opao za jedan procenat, dok su druge boje ostale konstantne. Na taj način, zaključeno je da bi, kada bismo je posmatrali direktno, planeta izgledala plavo.
Mada konkretna planeta nije od prevelikog značaja kada govorimo o potrazi za vanzemaljskim životom, ono što je najznačajnije jeste činjenica da smo na putu ka usavršavanju tehnika za posmatranje dodatnih, do sada skrivenih karakteristika egzoplaneta. Precizne informacije o boji, ili preciznije, refleksiji svetlosti, kada potiču s manjih planeta iz naseljive zone mogu nam dati neverovatne podatke- postojanje vodenih površina, odnos vode i kopna, oblake u atmosferi, a čak postoje i neke studije koje, mada su tek u nastajanju, čine se vrlo osnovano i obećavajuće, da upravo preciznim merenjem refleksije svetlosti, ali i manjih temperaturnih razlika možemo utvrditi postojanje vanzemaljskih gradova. Najzad, upravo ovi skromni koraci, od određenja boje gasovitih džinova, pa dalje, kroz usavršavanje, do očekivanih izračunavanja odnosa boja na manjim planetama, polako se krećemo i ka jednom od snova svakog ksenologa i entuzijaste za ova pitanja- otkrivanja grupisanih mreža svetala na noćnoj strani neke udaljene planete.

Izvori:


Space.com
Wikipedia

Gliese 667C

Potencijalni stanovnici novootkrivenih planeta mogli bi da na svom nebu posmatraju ne jedno, već tri sunca!

Juče, 25og juna, neverovatno novo otkriće je dospelo u javnost. Međunarodni tim naučnika, među kojima je i Mikko Tuomi, naučnik čije se ime vezuje za poprilično veliki broj novih otkrića vezanih za egzoplanete, saopštio je da zvezda Gliese 667C, najhladnija u trojnom sistemu, u svojoj naseljivoj zoni ima ne jednu, već tri potencijalno naseljive planete. Ovo je unikatan slučaj i novi rekord- jedini drugi sistem u kom postoje tri planete koje grubo određeno spadaju u naseljiv zonu jeste naš sistem (Venera, Zemlja i Mars posmatrane iz nekog drugog sistema mogu izgledati kao da su sve tri potencijalno naseljive).
Oko ove zvezde ukupno orbitira čak šest otkrivenih planeta, a postoji mogućnost nepotvđene sedme. Gliza 667C nalazi se na oko 22 svetlosne godine od Zemlje i zvezda je M klase, odnosno, spada u tip crveni patuljak. Tim koji je izučavao ovaj sistem u European Southern Observatory, koja se takođe sve češće vezuje za nova i revolucionarna otkrića "egzoplanetologije", saopštio je da su sve tri planete naseljive zone superzemlje- planete manje od Neptuna, ali veće od naše planete. Kada bismo poredili ovaj sistem sa našim, zbog daleko manje mase (a, time i temperature) Glize 667C u odnosu na Sunce, sve tri planete nalaze se unutar orbite Merkura.
Pitanje da li život postoji na nekoj od ovih planeta je pitanje koje za sobom povlači još dva na koja nemamo precizne odgovore- da li je život uopšte moguć oko visoko varijabilnih zvezda M klase sa svojim brojnim nedostatcima, i najzad, da li su superzemlje jednako pogodne za život kao i njihovi manji planetarni rođaci? Ova pitanja još su otvorena, ali to ne umanjuje ovo otkriće. Naime, statistika se još jednom popravila, i ne mogu odoleti iskušenju da još jednom pređem preko evolucije naše misli o drugim planetama- od teorije "retke Zemlje" koja je predviđala da su planete retkost i pre ekscentričnost nego pravilo, do niza otkrića koji se završio otkrićem da gotovo svaka zvezda vrlo verovatno poseduje planetarni sistem (sada otkrivamo da se planete formiraju čak i na za to najnepogodnijim mestima- u gusto zbijenim jatima zvezda- klasterima, ili oko pulsara). Sada, čini se da kako naša tehnika otkrivanja drugih svetova napreduje (i kako prelazi iz senzacionalističko-profiterske politike saopštavanja otkrića i manipulacije činjenicama koju je praktikovala NASA u okrilje naučnog sveta ESAe), broj otkrivenih planeta je sve veći što ukazuje da ne samo da svaka zvezda vrlo verovatno ima razvijen sistem od bar nekoliko planeta, već da nije isključena mogućnost ni da bar neki broj zvezda ima u svojim sistemima više od jedne naseljive planete. Gde će nas dalje odvesti naš napredak u tehnologiji, nauci, ali i civilizacijski napredak i prihvatanje značaja ovog pitanja (mada je to još daleko, sa današnjim rasporedom 'snaga') ostaje još jedno otvoreno pitanje.

Grafički prikaz planetarnog sistema oko Glize 667C

Kako bi život na nekoj od planeta Glize 667C izgledao? Pod pretpostavkom da su superzemlje dovoljno male mase da ostanu čvrste, dakle, više nalik na Zemlju nego na Neptun, vegetacija na njima verovatno bi bila dosta tamnija nego na Zemlji, možda čak i crna, kako bi uhvatila energiju infracrvenog spektra, koja je dominantni vid odašiljanja energije crvenih patuljaka (na zvezdama G klase, poput Sunca, to je vidljiva svetlost). Na nebu ovih planeta nalazilo bi se ne jedno, već tri sunca, jedno najveće sa uobičajenim ciklusom dana i noći, i još dva manja, sjaja našeg punog meseca, jasno vidljive i tokom dana i noći. Njihovi ciklusi verovatno bi bili složeniji i zavisili bi od gravitacione interakcije Glize 667C i njenih suseda. U slučaju razvoja kompleksnijeg, recimo, životinjskog života na nekoj od ovih planeta, bića koja bi evoluirala verovatno bi bila masivnija, snažnija, sa gušćim kostima, možda čak i nešto niža, ili zdepastija, preciznije, u odnosu na Zemaljski živi svet, jer bi morala da evoluiraju tako da žive u svetu snažnije gravitacije nego mi. Najzad, čak i ako su ove planete negde na pola puta između Zemlje i Neptuna- sa gustim, širokim atmosferama i manjim kamenitim jezgrima, mogli bismo da zamislimo bića sposobna da se kreću kroz tu atmosferu, lagani letači-plivači koji bi život provodili u gustim slojevima ovog vanzemaljskog neba.
Najzad, možda baš sada, neko na tim planetama okreće svoje teleskope ka nama i razvija slične spekulacije o nekim višim, lakšim, neobičnim bićima, adaptiranim za uslove tako neobično niske gravitacije, one koju mi nazivamo 1G. Mnoga pitanja ostaju otvorena, a ovo otkriće pokrenulo je lavine novih spekulacija koje će, nadam se, imati što jači odjek u naučnim, ali i ne-naučnim krugovima, pokrećući nas kao civilizaciju, kao čovečanstvo, kao Zemljane, da pogledamo ka zvezdama i najzad se, nešto odlučnije, uputimo ka njima. I pored gotovo neshvatljive veličine, starosti i očekivanog života svemira, ostaje činjenica da je svaki dan podređen ratovima, nejednakostima, imperijalizmu i kapitalizmu nepovratno izgubljeno vreme, energija i resursi koji su nas mogli povesti bliže našem mestu u svemiru, a umesto toga, poveli su nas bliže našoj pretećoj propasti. Zato, svako ovo otkriće ima višestruku vrednost- pored neverovatnog saznanja o našem svemiru i o našem mestu o njemu, verujem, ili bih bar voleo da verujem, da svako ovakvo saznanje pokreće ljude da se prenu iz autodestruktivnosti i shvate da mi nismo stvorenja profita, kapitala i nasilja, već bića koja su se posle miliona godina evolucije probudila u jednom kutku svemira, opremljena radoznalošću i moćnim saznajnim aparatom koji će ih povesti ka zvezdama- neverovatnim, oduvek mističnim svetlima na nebu koja su, sada znamo, sačinjena od iste supstance od koje smo mi, od koje je ceo ovaj svemir. Nadam se da će nas ovakva otkrića potstaći da prihvatimo tu kosmičku vezu i otisnemo se u noćno nebo, u večnoj potrazi za saznanjem koja nam je prirođena koliko i sama egzistencija.

Izvori:


Space.com

Oktobar 2014: Istorijski trenutak?

Kolaž nekoliko slika iz projekta Digitized Sky Survey 2. Najveća zvezda je Alfa Kentauri, mada na ovoj slici izgleda veća no što je u stvarnosti, što je posledica rasejavanja svetlosti na sočivu teleskopa.

Veoma je lepo zamišljati kako će ksenologija izgledati za sto, dvesta godina, ili više. Kada razmišljam o tome, posebno me privlači ona dalja budućnost. Pod optimističkom pretpostavkom da ćemo razviti warp pogon ili neki drugi način putovanja brži od svetlosti, ksenologija može postati jedna od najznačajnijih nauka na svetu, podeljena u ksenolingvistiku, ksenosociologiju i mnoge druge. Mogu da zamislim stvaranje ogromnih baza podataka, Seganove Enciklopedije Galaktike!

Ali, danas, u skromnom 21om veku, sa teretom kapitalizma i drugih nazadnih civilizacijskih tekovina kojih se jhoš nismo oslobodili, ksenologija je više hobi. Interesovanje za nešto tamo koje se oslanja na traženje mogućnosti da se novi deo slagalice otkrije posebni putem. Pioniri ksenologije, a tu mislim na astrofizičare, astronome, inžinjere, biologe i druge naučnike koji doprinose svojim radom ovom polju, to su ljudi neverovatne dovitljivosti i entuzijazma, oni među nama koji su zadržali kroz ceo život sklonost ka postavljanju najdubljih pitanja svake večeri kad pogledaju u noćno nebo.
Tehnologija koju danas posedujemo nije dovoljna za precizna merenja, a kamoli pouzdane potvrde o prisustvu ili odsustvu vanzemaljskih civilizacija. Zbog toga, sve što nam može pomoći da napravimo korak dalje i ostvarimo preciznije merenje je od velike pomoći. A, ti koraci zavise od dovitljivosti entuzijasta i prilika koje nam priroda pruža, jer za političare i ostale koji određuju na šta se naši globalni resursi troše, ovo smatraju niskim prioritetom.
Zbog toga, oktobar 2041 i februar 2016 će biti značajni datumi jer će omogućiti precizno merenje mase nama najbližeg stelarnog suseda, Proxime Centauri, ali i precizno potvrđivanje postojanja ili odsustva planeta u orbiti oko nje. Ovo istraživanje će nam, dakle, dati do sada neviđenu količinu ekstremno preciznih podataka o samoj zvezdi, ali i, možda, će nam pretstaviti našeg najbližeg planetarnog suseda, za kog do sada nismo ni znali.

Objašnjenje gravitational lensing metoda pronalaska egzoplaneta. Kliknuti za uvećanje.

Ovi datumi su bitni zato što će tada iz ugla Zemlje, Proksima Kentauri preći preko neke udaljenije zvezde. Zbog gravitacionog delovanja Proksime, svetlost pozadinske zvezde biće savijena, kao kroz lupu. Taj fenomen naziva se gravitational lensing, i prihvaćena je metoda za pouzdanu potragu za egzoplanetama. Dakle, merenjem savijene svetlosti, dobićemo precizne informacije o masi i gustini Proksime Kentauri. Promene u tom procesu i sitne nepravilnosti mogu ukazati na postojanje egzoplanete, a beleženje i analiza nepravilnosti mogu dati precizne podatke o masi i orbiti planete. Ovaj metod može nam dati podatke o planeti koja se nalazi na udaljenosti od 4AU (astronomical units- 1AU je udaljenost Zemlje od Sunca, odnosno149.597.871Km). Kako je Proksima Kentauri zvezda M klase, ona je manja i hladnija od Sunca, tako da i potencijalno naseljiva planeta mora da orbitira na razdaljini manjoj od 1AU. Proksima se nalazi na 4.24 svetlosnih godina od Zemlje i to je čini nama najbližom zvezdom. Ukoliko se potvrdi postojanje naseljive planete oko ove zvezde, to će zaista biti istorijski datum jer bi potencijalna radio komunikacija trajala samo oko 9 godina (od slanja poruke, do prijema odgovora) što je daleko kraće nego za mnoge druge zvezde i može se odvijati u toku prosečnog ljudskog života. Ali, sem toga, ukoliko dalji razvoj svemirske industrije stvori daleko brže letilice, Proksima Kentauri bi bila naša prva izvansolarna destinacija.

Ipak, ukoliko planeta bude potvrđena, naćiće se mnogi koji će se protiviti pokušaju komunikacije. Tu bih pomenuo drugu bitnu dužnost ksenologa, ili da se izrazim šire, svih onih koji veruju da naša civilizacija treba da proširuje svoja znanja i svoje vidike, da napreduje i u slučaju otkrića drugih civilizacija uspostavi kontakt, i nastavi da kroz razmenu informacija uči o kulturama koje nismo mogli ni da zamislimo, o osobenostima evolucije na nekom drugom mestu, o svemu što jedan takav međucivilizacijski kontakt može da ponudi. Svi mi koji se osećamo tako, imaćemo dužnost i da ragujemo i potenciramo promene koje će naš svet pokrenuti u tom pravcu i koje će zaustaviti one koji će pokušati da ovaj proces sabotiraju. Sem klerikalnog vrha i religijskih fanatika, otpor pokušaju komunikacije doćiće, zasigurno, od velikih kapitalističkih imperija, poput SADa.
Naša dužnost će biti da javno obrazložimo odsustvo svake opasnosti prilikom započinjanja interstelarne komunikacije jer, naime, veoma je jasno da destruktivna priroda civilizacije ne dozvoljava njen napredak, a posebno ne napredak koji bi doveo do razvijanja značajnih tehnologija svemirskog putovanja i svemirskog osvajanja. Uzmimo primer jedine space faring civilizacije koju znamo- Zemaljske Zapadne civilizacije. Od sletanja na Mesec je proteklo pola veka, a naša istraživanja svemira traju i mnogo duže. Ipak, primećuje se stagnacija. Prosto, velike imperije Zapada, prihvatajući kapitalizam i imperijalizam, okreću lica od civilizacijskog progresa, pa samim tim, svi resursi neophodni za istraživanje svemira preusmeravaju se na tehnologiju ratovanja i na neokolonizaciju država trećeg sveta radi eksploatacije prirodnih bogatstava. Kapitalizam nije dalekosežna ideologija. Kapitalizam živi od danas za sutra, kroz eksploataciju, za najsebičnije i najegoističnije ciljeve. Svemirska industrija sve više teži da poprimi oblik zabave, oblik turizma, i eksploatacije resursa iz naše "okoline", asteroida. Čak i to napreduje sporo jer eksploatacija cveta na Zemlji i još je ostalo dovoljno resursa za prisvojiti. Imperijalističke tendencije mada deluju globalno, zapravo su veoma ograničene i smeštene u kratak vremenski okvir i u kratke, egoistične uspehe. Širenje kroz svemir ostaje uvek u zapećku, sve dok širenje vojnim putem i stvaranjem ekonomsko-političke zavisnosti ostaju u prvom planu. Dakle, da nije bilo kapitalizma, da nije bilo Vijetnama, Laosa, Kambodže, Koreja, Libije i drugih "mirovnih" misija, već da su svi resursi odlazili su svemirsko istraživanje, gde bismo danas bili? Jasno je da svemirski razvijena civilizacija mora da prevaziđe svoje (auto)destruktivne sklonosti i razvije etički kod. Dakle, šanse da je civilizacija tehnološki napredna i destruktivna su gotovo nepostojeće.

Druge civilizacije, ukoliko su ostvarile napredno poznavanje svemira i tehnologija putovanja velikim brzinama, morale su da prođu kroz "tehnološku adolescenciju", kako ju je nazvao Karl Segan, odnosno, morali su da napuste (auto)destruktivne tendencije i uspostave stabilno, napredno društvo.

S druge strane, postoji i strah od uticaja ovakvih vesti na narodne mase. Gubitak sakralnog autoriteta koji bi možda usledio je veliki problem za mnoge pretstavnike viših klasa koje se upravo na sakralnu legitimizaciju vlasti i oslanjaju. S druge strane, možda je upoznavanje jednog naprednog, progresivnog, miroljubivog, nekapitalističkog i nemilitantnog razvijenog društva veća pretnja od osvajača jer može biti pokretač revolucije i promene stava prema civilizacijskoj organizaciji na Zemlji. Bilo kako bilo, jasno je da savremeno civilizacijsko uređenje vodi samo stagnaciji progresa, istokao što je jasno da taj progres neminovno vodi među zvezde. Mi, ksenolozi, svih profesija, opredeljenja, nacionalnosti, moramo delovati zajedno. Upliv političkog koji dovodi do stagnacije i regresa je nedopustiv i mi moramo biti oni koji će delovati da se podigne svest o povezanosti civilizacijskog napretka i političko-ekonomskog uređenja, i da se zaustavi pokušaj nekolicne dobro obučenih ljudi da odlučuju u ime ne samo svih stanovnika Zemlje, već i u ime civilizacije koja će se jednom iz korena koje smo mi postavili razviti.

Izvori:
Space.com
Wikipedia

Eyes in the Sky

 

Poetična sintagma, bezbroj puta upotrebljena u poeziji, muzici, religiji... Ali, sada, čini se da ova sintagma može poprimiti jedno daleko drugačije značenje. Posle nekoliko novootkrivenih tipova planeta, vrućih Jupitera, ekscentričnih džinova, superzemlji i drugih, danas se pojavljuju vesti o novoj kategorizaciji koja može biti, ako bude potvrđena, najveće otkriće posle samih "Zemljinih blizanaca". Ove planete, nazvane Eyeball Earths, u slobodnom prevodu, Zemlje-očne jabučice su očekivani tip naseljivih planeta oko zvezda M klase, poznatijih kao crvenih patuljaka. U nekoliko navrata, već sam pisao o potencijalnoj naseljivosti planeta oko ove vrste zvezda, i uvek se kao najveći problem, posle visoke varijabilnosti, nametao nizak procenat svetlosti i toplote zbog kog bi potencijalno naseljiva planeta bila gravitacijski zaključana, odnosno, jedna njena strana bi bila u večnom mraku, druga na večnom udaru radijacije i svetlosti sa zvezde. Prema tome, možemo reći da smo već duži period znali za ovu kategoriju, ali je ona tek danas zvanično imenovana.
Zbog ovakvog položaja planete, njen izgled bi zaista podsećao na očnu jabučicu, sa jednom stranom u večnom ledu, drugom ogoljenom, ili prekrivenom veoma toplim okeanom, sa uskim pojasom između njih koji bi bio najsličniji, po uslovima koji tamo vladaju, našoj planeti, sa izuzetkom smene dana i noći, jer bi na tom pojasu, sunce izgledalo kao da je zarobljeno u večnom zalasku ili izlasku.

 

Naravno, ne znamo da li bi ovo bio stalan scenario. Zbog velikog broja varijabli, planete koje bi bile dobri kandidati za Eyeball Earths, mogu zapravo biti hladnije, ili pak, ukoliko se radi o planetama sa ogromnim okeanima, postoji potencijal da zbog raspodele temperature kroz vodu, obe strane imaju umerenu temperaturu. Možda i atmosfera može postići sličan efekat. Za sada, ne znamo tačno na koji način, i kroz koje varijacije bi ovaj tip planeta mogao da se ispolji, ali zato naučnici spremaju niz eksperimenata kroz kompjuterske modele, koji će simulirati različite situacije i pružiti značajnije podatke.
Drugi niz eksperimenata biće laboratorijska simulacija uslova na određenim lokacijama (u različitim pojasevima) ovih planeta, i ubacivanje mikroba u tu sredinu kako bi se potvrdilo da li bi mikroorganizmi koje poznajemo mogli da opstanu u uslovima takve temperature, svetlosti i radijacije. Ne smemo zaboraviti da su zvezde M klase značajno drugačije od Sunca, pa tako imaju i različit spektar zračenja, odnosno, za razliku od Sunca, veći deo njihove svetlosti je infracrvena. Kako bi se život adaptirao tamo? Jasno je da bi proces fotosinteze bio značajno drugačiji.
Najzad, mnogi mogu postaviti pitanje čemu potraga za ovim neobičnim planetama na kojima život ima u najbolju ruku, neizvesne izglede za razvoj i opstanak. Radi se, naravno, o činjenici da su crveni patuljci najčešći tip zvezda u našoj galaksiji, ali i našem zvezdanom susedstvu. Zbog toga, potvrda ovakve planete i eventualnog života na njoj bio bi značajan korak ka spoznaji života u svemiru, ostvaren u najmanjem mogućem vremenskom periodu. Ove planete je relativno lako otkriti zbog njihovih malih orbita, a iz istog razloga, tri tranzita potrebna za potvrdu mogu se dobiti u mnogo kraćem roku nego što je to slučaj sa planetama oko zvezda G klase, dakle, kao naše Sunce. Čak i Doplerov efekat je izraženiji, pa je i na ovaj način lakše detektovati planetu. Naravno, čak i da je život nastao na ovim planetama, ostaje otvoreno pitanje da li se ikada razvio dalje od mikroorganizama i biljaka, ali čak i takva potvrda bila bi neverovatno otkriće koje bi potvrdilo da je život u svemiru pravilo, a ne izuzetak.

Izvori:
Space.com 

Crveni patuljci uzvraćaju udarac

 

U poslednje vreme, crveni patuljci, odnosno zvezde M klase su u centru pažnje. Ove zvezde su najbrojnije u našoj galaksiji, a mnoge se nalaze i u "kosmičkom susedstvu", pa su tako po nekoliko kategorija bitne za naša ksenološka istraživanja. Ipak, pitanje postojanja potencijalno naseljivih planeta oko zvezda M klase je dalo samo neusaglašene i veoma diskutabilne odgovore. Kao što sam već ranije pisao o tome, život na crvenim patuljcima bi verovatno morao da bude dosta drugačiji od života kakav mi poznajemo, a i nestabilnost zvezde, kao i njena veličina i implikacije koje slede iz svih faktora koji su za M zvezde karakteristični mogu pokazati da uprkos svim našim nadama, život na M zvezdama možda neće biti moguć.
Pitanja statistike naseljivih planeta su, uz sadašnji tehnološki razvoj, jedna od niza teorija koji stvaraju kičmu antropološke spekulacije, tako da je svaka promena, odnosno, otkriće ili teorija na tom polju nešto što vredi ispratiti. Početkom prošle godine, pisao sam o jednom čisto statističkom otkriću međunarodnog tima naučnika, a nakon tog otkrića, gotovo sa zakašnjenjem od godinu dana, NASA je objavila slične rezultate. Ubrzo posle toga, crveni patuljci su došli u centar pažnje, tako da je prva informacija bila da oko 6% njih ima planetu nalik Zemlji u naseljivoj zoni. Ali, verujem da ono što svi volimo u nauci jeste postepen put ka istini, kroz duge nizove revizija i ispravki. Prva revizija ovog istraživanja rezultirala je otkrivanjem greške u jednačinama i uz ispravku, ovaj broj se više nego duplirao, skočivši na 15%.
Početkom ove nedelje, taj broj je skočio na neverovatnih 50% zaslugom Ravia Kopparapua, a čitaoci bloga znaju da jako retko pominjem imena, tako da znate da ovo zaista jeste bitno otkriće. Ravi Kopparapu je uspeo da napravi ovaj neverovatan pomak pažljivim proračunima i ubacivanjem novih faktora u pitanje naseljive zone. Naime, jasno je da mada je blizina zvezdi centralni preduslov, iz kog svi ostali proizilaze, mali faktori mogu napraviti razliku između planete tipa Zemlje, i planete tipa Venere. Bez tih dodatnih faktora, kada bi neko posmatrao naš sistem, mogao bi olako da zaključi da imamo dve, možda čak i tri naseljive planete. Ipak, sa crvenim patuljcima, uvođenje pitanja apsorpcije vode i ugljen-dioksida zapravo proširuje naseljivu zonu, jer dozvoljava postojanje planeta i nešto dalje od zvezde, a što je planeta dalje od zvezde, veće su šanse da neće biti gravitacijski zaključana, i tako stepen mogućnosti da je naseljiva raste. Uz novo istraživanje Tima Mortona i Džonatana Svifta, ovaj broj je podignut na neverovatnih -100%!

 

 Ali, šta ovo znači? 100% označava da se očekuje da oko crvenih patuljaka ukupno postoji oko sto milijardi planeta, a kako je to i broj crvenih patuljaka, proporcionalno, to zaista iznosi 100%. Međutim, ova teorija predviđa postojanje naseljivih planeta statistički, dakle, ne direktnom observacijom, tako da statistika u stvarnosti može da varira. Osim toga, ona govori o planetama veličine Zemlje, ali kako se te planete mogu naći u većem broju oko zvezde, to znači da uz jednu naseljivu, jedna ili više otpadaju kao nenaseljive. Šta to znači? Ukoliko postoji jedna naseljiva planeta po zvezdi, a svaka zvezda ima od tri do pet planeta te veličine, moguće je da na kraju samo 20-50% zvezda sadrži u svom sistemu zasita naseljivu planetu.
Zbog ovih nesigurnosti, kao i nepouzdanosti Keplera koja se sve više priznaje, ovaj broj nije finalni odgovor i njegove promene se očekuju, na niže, ali i na više.
Dakle, moramo razumeti i imati na umu da još mnoga pitanja ostaju otvorena i tek će nam dalji napredak tehnologije i preciznija merenja dati jasnije rezultate. Ipak, oni ne mogu varirati suviše drastično, tako da je ovaj korak jedan od ključnih u prihvatanju ksenologije kao legitimne, a, usudio bih se reći, i krucijalne, naučne oblasti.
Ipak, ova studija se ne završava ovde. Priznajući nedostatke Keplera, naučna zajednica priznaje da su planete koje imaju manje orbite, dakle one oko M zvezda dosta lakše za uočiti, tako da tehnološki nedostaci i nesavršenosti misije mogu, i gotovo sigurno jesu odgovorni za nedostatak mogućnosti sličnih statistika za zvezde nalik našem Suncu.
Ali, ova studija je imala još jednu novu implikaciju- čini se da su statistički, zvezde veličine Zemlje najčešće oko M zvezda! pogledavši i naš sistem, uz Veneru i Zemlju, kosmičke bliznakinje, u društvu Marsa, nešto manjeg, ali i Neptuna, nešto većeg, čini se da je veličina Zemlje prosek! Pogledavši planete koje nisu gasoviti džinovi, uz minijaturni Merkur, manji Mars i dve planete veličine Zemlje, ona jeste najčešća veličina i među malim planetama našeg sistema. Ipak, za sada, moramo se suzdržati od ovih analogija, bar dok ne nađemo način da dobijemo preciznije podatke vezane za zvezde nalik na Sunce- zadatak za koji Kepler nije opremljen koliko su to NASAini izvori tvrdili početkom misije, a sada i sami to priznaju. Ipak, polako se krećemo ka sve jasnijim odgovorima. Ne zaboravimo, istraživanje od prošle godine je predviđalo ovaj isti broj, ali primenjen na sve zvezde Mlečnog puta. Činjenica da se taj broj krije samo u crvenim patuljcima je neverovatna i fascinantna ilustracija implikacija i značaja ovog otkrića.
I s tim ću i završiti ovaj članak, jednim kratkim istorijskim pregledom- od početka naše savremene nauke, pitali smo se koliko je zvezda i planeta u svemiru. Otkrića drugih galaksija su bila značajan korak ka izlasku iz zamišljenog i usamljenog svemira od samo jedne galaksije. Ipak, dugo se verovalo da su planete retkost u svemiru, čak i nakon otkrića prve egzoplanete, Pegaz 51b, poznatije kao Belerofont, prvog vrućeg Jupitera. Ipak, bila je potrebna Kepler misija da pokaže da su planete mnogo češće nego što se veruje, a studija sa početka prošle godine da pokaže da su gotovo pravilo. Ipak, tokom tog vremena, i dalje smo ograničavali našu maštu sa vrućim Jupiterima i "retkom Zemljom". Sada, pravimo prve stidljive korake ka novoj eri, dok čak i vrući Jupiteri postaju nekadašnja hipoteza, a "retka Zemlja" kao ideja se sve više gubi i ustupa mesto jednom neverovatnom, živom svemiru, u kom se plava zrnca kosmičke prašine kriju iza gotovo svake zvezde, a na svakoj od njih se krije iskra, spremna da se razgori u neverovatnoj eksploziji života.

Izvori:
Universe Today
Universe Today [2]
Science Daily
Originalni tekst- Ravi Kopparapu
Originalni tekst- Tim Morton i Džonatan Svift