V minulosti jsem mnohokrát řekl, že Země je nejlepší planetou ve vesmíru. Evoluce nás přizpůsobila této planetě a je nepravděpodobné, že bychom někdy našli jinou planetu, která by byla pro nás dobrá.
Je to však nejlepší planeta? Existují ve vesmíru místa, která by mohla mít podmínky pro větší rozmanitost života?
Skutečnost, že na Zemi vůbec máme život, je docela úžasná. Nacházíme se v obytné zóně hvězdy s hlavní sekvencí, která nevyrábí příliš mnoho zabijáckých slunečních erupcí.
Máme hustou atmosféru naplněnou kyslíkem a dusíkem, kterou můžeme dýchat. Planeta je dostatečně velká, že je stále ve svém jádru roztavená, s rotující koulí železa, která udržuje planetární magnetické pole. Toto, v kombinaci s hustou atmosférou, chrání povrch planety před kosmickými paprsky, nejhorším ultrafialovým zářením od Slunce a smrtelnými slunečními bouřemi.
Máme deskovou tektoniku, která neustále recykluje materiál na povrchu planety a přináší z jejího vnitřku čerstvé chemikálie.
Máme relativně velký měsíc, který pravděpodobně udržuje naši planetu stabilnější v axiálním sklonu, s přílivy, které pomohly časným přechodům forem života z oceánů do země. Ale ne příliš velký měsíc.
Máme obrovské oceány, které pomáhají regulovat klima planety, přesouvat teplé vody do chladnějších oblastí, aby byly rozmanitější a obyvatelnější.
Seznam pokračuje, a jsem si jist, že existují faktory, které jsme ještě neobjevili.
A když přijde na Zemi, život prosperoval, našel si cestu do každé možné ekologické mezery, přizpůsobil se skrze evoluci, aby zvládl hořké chladné, intenzivní teplo, intenzivní tlaky na dně oceánů, dokonce i města, žijící hned vedle člověka bytosti.
Ale mohla by být Země lepší? Mohly by existovat planety, které jsou velmi obyvatelné?
Pokud nás jedno pole astronomie naučilo, nejsme zvláštní. Nejsme středem sluneční soustavy. Není to zvláštní místo nebo čas ve vesmíru. A to pravděpodobně znamená, že Země není nejlepším místem pro život. Je to nejlepší místo pro lidi, ale ne pro život.
Podle článku z roku 2013 vypočítal astrobiolog Penn State Ravi Kumar Kopparapu a další, kde by okraje obyvatelné zóny hvězdy měly být skutečně na základě moderních údajů o klimatu. Vypočítali, že obyvatelná zóna kolem sluneční hvězdy by měla být mezi 0,99 a 1,7násobkem vzdálenosti od Země ke Slunci.
Což znamená, že Země je ve skutečnosti přímo na vnitřním okraji obývatelné zóny Slunce. Jako, jen stěží. Kdyby to bylo blíže ke Slunci, zažili bychom útěk skleníkového efektu, jako je Venuše.
Pravděpodobně budete chtít být blíže ke středu obyvatelné zóny, kde orbitální variace nepřesunou vaši planetu do extrémů.
Země je relativně mladá. Vzhledem k tomu, že planeta je už jen asi 4,5 miliardy let a přišla na mnohobuněčný život pouze za posledních několik stovek milionů let.
Slunce se zahřívá a protože jsme tak blízko, máme vlastně jen několik stovek milionů let, nanejvýš miliardu let předtím, než se teploty zvýší a oceány se vypaří. Ale co kdyby život mohl dostat miliardy dalších let vývoje, aby vytvořil nové, rozmanitější formy života?
Myslíte si, že platypus je neobvyklý, jen si představte, co byste získali s 2 miliardami dalších let vývoje. Nebo 20 miliard.
V článku z roku 2016 nazvaném Superhabitable Worlds, Rene Heller a John Armstrong procházejí podmínkami, které by mohly vytvořit nejobývanější možnou planetu. Toto je velmi čitelný papír se spoustou skvělých nápadů. Pokud jste spisovatel sci-fi a hledáte nějaké nápady na budování světa, určitě se na to podívejte. Do poznámek k show vložím odkaz.
Navrhují, že hvězdy s menší hmotností než Slunce, klasifikované jako hvězdy K, jsou pravděpodobně nejlepšími kandidáty na rozmanitost, protože mají dlouhou životnost a jsou relativně stabilní. Hvězda typu K bude mít životnost 20–70 miliard let bez těch otravných červených trpaslíků.
Chtěli byste, aby další planety ve hvězdném systému, schopné přesměrovat asteroidy a komety s jejich gravitací, dodávaly vodu a další chemikálie potřebné pro život. Díky za to, Jupitere.
A v ideálním případě chcete více obyvatelných planet ve stejném systému, schopných posílat život tam a zpět. Proces známý jako panspermie.
Udělejte ze své obyvatelné planety měsíc plynného obra, abyste získali mocné přílivové síly, které by udržely čerstvý vulkanický materiál vybuchující na povrch.
Ještě lepší je mít binární planetu, kde dva světy obíhají jeden druhého, dodávají přílivové síly a vyměňují si formy života sem a tam.
A teprve začínáme!
Zvětšete planetu a získáte větší povrchovou plochu, aby voda mohla cirkulovat teploty (více za sekundu), ale také větší povrchovou plochu, aby mohly využívat různé výklenky.
Takže mluvíme o větší, mohutnější planetě. Jakmile získáte asi dvojnásobek hmotnosti Země, začne se tektonika talířů vypínat, takže zkuste zůstat pod touto hodnotou.
Chcete také svět, který je dostatečně velký a dostatečně horký ve svém interiéru, aby pohyb železných slitin v jeho jádru udržoval magnetosféru na celé planetě.
Pravděpodobně se obáváte povrchové gravitace, ale planeta s dvojnásobnou hmotností Země musí být asi o 40% větší, aby měla přibližně stejnou povrchovou gravitaci.
Na nedávné konferenci v Barceloně představila Dr. Stephanie Olson z Chicagské univerzity práci, kterou odvedli při hledání prostředí, která nejlépe podporují život na exoplanetách.
Použili nástroj NASA nazvaný model obecného oběhu ROCKE-3D. Je to opravdu úžasný nástroj, který je volně přístupný veřejnosti. Můžete přejít na webovou stránku a zjistit, jaké by byly podmínky v různých světech, od starověké Venuše po planety obíhající kolem Proxima Centauri.
Můžete simulovat jejich teplotu vzduchu, srážky, koncentrace půdy a další.
Ukážu vám několik příkladů. Tady je předprůmyslová Země, s teplotou vzduchu v rozmezí od přibližně 35 ° C v blízkosti rovníku do chladnějších než -60 ° C v pólech.
Ale můžete nahradit Zemi starou Venuší, jak vypadala planeta před 2,9 miliardami let, když Slunce bylo o 20% slabší než dnes. Stále se však točilo jednou za 243 dní a pravděpodobně měl mělký oceán, který dosáhl hloubky 310 metrů přes nížiny.
A tady je planeta obíhající kolem červené trpasličí hvězdy Proxima Centauri, nejbližší hvězdy ke Slunci. Protože obíhá tak těsně ke své hvězdě, planeta je pravděpodobně přílivově uzamčena. To má dramatický dopad na teplotu vzduchu - jedna strana je obrácena na hvězdu a jedna strana je odvrácena.
Ale pokud má planeta rezonanční rotaci, kde se na každé své oběžné dráze otáčí třikrát na své ose a pokud má atmosféru, která zhruba odpovídá dusíkové a kyslíkové atmosféře Země, pak skončíte se světem, který vypadá mnohem více pohodlně žít.
Olson a její tým použili tento software k simulaci klimatických a oceánských stanovišť různých druhů exoplanet. Zde na Zemi závisí rozmanitost života na vzestupu materiálu z hloubky v oceánech a jeho navrácení na povrch, kde jej může život použít.
Více vybočení znamená více biologické aktivity, více rozmanitosti.
Jinými slovy, chcete-li najít planety s nejrozmanitějším životem, musíte najít světy, které mají silné množství cirkulace oceánů.
Je něco lepšího než Země?
Podle Olsona, pokud se planeta otáčí pomaleji, má vyšší hustotu vzduchu a má kontinenty, můžete zvýšit množství cirkulace oceánu.
A to nám dává představu o tom, co budou astronomové hledat, když zkoumají mimosvětové světy. Když mise NASA LUVOIR nebo HabEx létají ve 30. letech 20. století, budou moci přímo zobrazit povrchy exoplanet. Budou měřit chemikálie v jejich atmosféře, detekovat vodu a dokonce určovat, jak velká část planety je na kontinentech pokryta.
Opravdu bychom neměli být překvapeni, pokud v Mléčné dráze najdeme super obývatelné světy, světy, které jsou zjevně obyvatelnější než Země. Zase se ukázalo, že nejsme zvláštní. To je v pořádku, alespoň budeme mít společnost.
