Obrazový kredit: NASA
Jsme odsouzeni k zániku. Jednoho dne bude Země spáleným popelníkem obíhajícím oteklou rudou hvězdou.
Toto je konečný osud jakékoli planety žijící v blízkosti hvězdy hlavní sekvence, jako je naše slunce. Hvězdy hlavní sekvence běží na vodík, a když toto palivo vyčerpá, přepnou se na helium a stanou se červeným obrem. Zatímco přechod Slunce do červeného obra je pro Zemi smutnou zprávou, ledové planety v nejvzdálenějších oblastech naší sluneční soustavy se poprvé zahřívají na slunci.
Slunce během jeho života pomalu, ale stále silněji rostlo a bylo teplejší. Když se slunce stane kolem 4 miliard let červeným obrem, naše známé žluté slunce změní jasnou červenou barvu, protože vyzařuje hlavně energii s nižší frekvencí infračerveného a viditelného červeného světla. Roste tisícekrát jasnější a přesto má chladnější povrchovou teplotu a jeho atmosféra se rozšíří, pomalu pohltí Merkur, Venuši a možná dokonce i Zemi.
Zatímco se předpokládá, že sluneční atmosféra dosáhne zemské oběžné dráhy 1 AU, červení obři mají tendenci ztratit hodně hmoty a tato vlna vypuzených plynů by mohla vytlačit Zemi těsně mimo dosah. Ale ať už je Země spotřebovaná nebo pouze zpívaná, veškerý život na Zemi se propadne zapomnění.
Přesto se podmínky, které umožňují život, mohou objevit jinde ve sluneční soustavě. Podle příspěvku, který v časopise Astrobiologie zveřejnil S. Alan Stern, ředitel oddělení kosmických studií jihozápadního výzkumu v Boulderu v Coloradu. Říká, že planety umístěné 10 až 50 AU budou v obytné zóně červeného obra. Obytná zóna sluneční soustavy je oblast, kde může voda zůstat v kapalném stavu.
Obyvatelná zóna se bude postupně posouvat po oblasti 10 až 50 AU, jak slunce roste jasněji a jasněji a vyvíjí se prostřednictvím fáze červeného obra. Saturn, Uran, Neptun a Pluto leží v rozmezí 10 až 50 AU, stejně jako jejich ledové měsíce a objekty Kuiperova pásu. Ale ne všechny tyto světy budou mít v životě stejnou šanci.
Vyhlídky na obývatelnost na plynných planetách Saturn, Neptun a Uran nemusí být ovlivněny tolik vlivem červeného obřího přechodu. Astronomové objevili plynné planety obíhající velmi blízko své mateřské hvězdy v jiných slunečních soustavách a zdá se, že tyto „horké Jupitery“ drží svou plynnou atmosféru navzdory své blízkosti intenzivního záření. Život, jak víme, není pravděpodobné, že by se objevil na plynných planetách.
Stern si myslí, že Neptunův Měsíc Triton, Pluto a Měsíc Charon a Kuiper Belt Objects budou mít nejlepší šance na život. Tato těla jsou bohatá na organické chemikálie a teplo červeného obřího slunce roztaví jejich ledové povrchy do oceánů.
"Když je slunce červeným obřím, ledové světy naší sluneční soustavy se roztopí a stanou se oceánskými oázami po desítky až několik stovek milionů let," říká Stern. "Naše sluneční soustava pak nebude skrývat žádný svět s povrchovými oceány, jako tomu je nyní, ale stovky pro všechny ledové měsíce obřích planet a ledové trpasličí planety Kuiperova pásu budou také nést oceány." Protože teplota na Plutu se pak nebude příliš lišit od teploty na Miami Beach, ráda nazývám tyto světy „teplým Plutosem“, analogicky k množství horkých Jupiterů, které v posledních letech obíhaly na slunci podobné hvězdy. “
Vliv Slunce však není celý příběh - vlastnosti planetárního těla jdou dlouhou cestou k určování obyvatelnosti. Mezi tyto vlastnosti patří vnitřní aktivita planety, odrazivost nebo „albedo“ planety a tloušťka a složení atmosféry. I když planeta obsahuje všechny prvky, které upřednostňují obyvatelnost, život se nemusí nutně objevit.
"Nevíme, co je potřeba k nastartování života," říká Don Brownlee, astronom University of Washington v Seattlu a spoluautor knihy "Život a smrt planety Země." Brownlee říká, že pokud jsou teplé a mokré interiéry a organické materiály vše, co je potřeba, pak mohou Pluto, Triton a Kuiper Belt Objects zachránit život.
"Nicméně, jako varování, byly interiéry asteroidů, které produkovaly uhlíkaté chondritové meteority, teplé a mokré asi miliony let v rané historii sluneční soustavy," říká Brownlee. "Tato těla jsou nesmírně bohatá na vodu i organické materiály, a přesto neexistuje žádný přesvědčivý důkaz, že by v ní měl nějaký asteroidní meteorit živé bytosti."
Oběžná dráha planetárního těla také ovlivní jeho šance na život. Například Pluto nemá pěknou pravidelnou oběžnou dráhu jako Země. Oběžná dráha Pluta je poměrně výstřední a mění se ve vzdálenosti od Slunce. Od ledna 1979 do února 1999 byl Pluto blíže ke Slunci než Neptun a za sto let bude téměř dvakrát tak daleko jako Neptun. Tento typ orbity způsobí, že se Pluto podrobí extrémnímu zahřívání střídavě s extrémním chlazením.
Také Tritonova dráha je zvláštní. Triton je jediný velký měsíc, který obíhá dozadu, nebo „retrográdní“. Triton může mít tuto neobvyklou oběžnou dráhu, protože se vytvořil jako Kuiperův pásový objekt a poté byl zajat Neptunovou gravitací. Je to nestabilní aliance, protože retrográdní oběžná dráha vytváří přílivové interakce s Neptunem. Vědci předpovídají, že jednoho dne Triton buď narazí do Neptunu, nebo se rozpadne na malé kousky a vytvoří kruh kolem planety.
"Časový rozvrh přílivového rozpadu Tritonovy oběžné dráhy je nejistý, takže by mohl být kolem, nebo by mohl už spadnout v době, kdy slunce přejde na červeného obra," říká Stern. "Jestli je Triton kolem, bude to pravděpodobně vypadat jako stejný druh organicky bohatého oceánského světa jako Pluto."
Slunce bude hořet jako červený gigant po dobu asi 250 milionů let, ale je to dost času na život, abyste získali oporu? Po většinu života červeného obra bude slunce jen 30krát jasnější než jeho současný stav. Ke konci fáze červeného obra slunce vyroste více než 1 000krát jasněji a občas uvolní pulzy energie, které dosáhnou 6 000 krát většího jasu. Toto období intenzivního jasu však bude trvat několik milionů let, nebo maximálně desítky milionů let.
Stručnost nejjasnějších fází červeného obra Brownlee naznačuje, že Pluto nedrží moc slibu na celý život. Kvůli průměrné oběžné dráze Pluta 40 AU, by Slunce muselo být 1600krát jasnější, aby Pluto dosáhlo stejného slunečního záření, jaké v současné době dostáváme na Zemi.
"Slunce dosáhne tohoto jasu, ale pouze na velmi krátkou dobu - pouze milion let," říká Brownlee. "Povrch a atmosféra Pluta se z našeho pohledu" zlepší ", ale nebude to příjemné místo pro žádné významné časové období."
Po fázi červeného obra se slunce stane slabším a zmenší se na velikost Země a stane se bílým trpaslíkem. Vzdálené planety, které se vyhřívaly ve světle červeného obra, se znovu stanou zmrzlými ledovými světy.
Takže pokud se má život objevit v červeném obřím systému, bude třeba jej rychle začít. Předpokládá se, že život na Zemi vznikl před 3,8 miliardami let, asi 800 miliónů let po narození naší planety. Ale je to pravděpodobně proto, že planety ve vnitřní sluneční soustavě zažily 800 milionů let těžkého bombardování asteroidy. I kdyby se život začal okamžitě, brzký déšť asteroidů by Zemi zbavil tohoto života.
Brownlee říká, že pro vnější planety by mohla začít nová éra bombardování, protože červené obří slunce mohlo rušit obrovské množství komet v Kuiperově pásu.
"Když je červené obří slunce 1 000krát jasnější, ztrácí téměř polovinu své hmoty do vesmíru," říká Brownlee. "To způsobuje, že obíhající těla se pohybují směrem ven." Ztráta plynu a další účinky mohou destabilizovat Kuiperův pás a vytvořit další období zajímavého bombardování. “
Stern však říká, že planety, které byly obývány rudým obřím sluncem, nebudou bombardovány tak často jako na počátku Země, protože prastarý asteroidový pás měl mnohem více materiálu, než má Kuiperův pás dnes.
Navíc vnější planety nezažijí stejné ultrafialové (UV) úrovně, jaké Země musela vydržet, protože červené obry mají velmi nízké UV záření. Vyšší intenzita UV hvězdy hlavní sekvence může poškodit jemné proteiny a řetězce RNA potřebné pro život. Život na Zemi mohl vzniknout pouze pod vodou, v hloubkách chráněných před touto intenzitou světla. Život na Zemi je proto neoddělitelně spojen s kapalnou vodou. Ale kdo ví, jaký druh života by mohl vzniknout na planetách, které nepotřebují UV stínění?
Stern si myslí, že bychom měli hledat důkaz života na světech podobných Plutům obíhajících kolem dnešních červených obrů. V současné době víme o 100 milionech hvězd slunečního typu v galaxii Mléčná dráha, které hoří jako červené obři, a Stern říká, že všechny tyto systémy by mohly mít obyvatelné planety v rozmezí 10 až 50 AU. "Byla by to dobrá zkouška času potřebného k vytvoření života v teplých světech bohatých na vodu," říká.
"Myšlenka, že se vzdálená těla bohatá na organické látky upečí rudou obří hvězdou, je zajímavá a mohla by poskytnout velmi zajímavá, i když krátkodobá stanoviště pro život," dodává Brownlee. "Ale jsem rád, že naše slunce má dostatek času."
Co bude dál
Zatímco hodně z toho, co víme o vnější sluneční soustavě, je založeno na vzdálených měřeních prováděných z pozemských dalekohledů, 2. ledna 2004 vědci zachytili detailní pohled na objekt Kuiperova pásu. Kosmická loď Stardust prošla ve vzdálenosti 136 kilometrů od komety Wild2, obrovské sněhové koule, která strávila většinu svého 4,6 miliardiletého života po oběžné dráze v Kuiperově pásu. Wild2 nyní obíhá většinou uvnitř orbity Jupiteru. Brownlee, který je hlavním vyšetřovatelem mise Stardust, říká, že obrázky Stardust ukazují fantastické povrchové detaily těla ve tvaru jeho dávné i nedávné historie. Hvězdné obrázky ukazují trysky plynu a prachu střílející z komety, protože Wild2 se rychle rozpadá v silné sluneční teplo vnitřní sluneční soustavy.
Abychom se dozvěděli více o vnější sluneční soustavě, musíme tam poslat kosmickou loď, aby ji prozkoumala. V roce 2001 NASA vybrala misi New Horizons za tímto účelem.
Stern, který je hlavním vyšetřovatelem mise New Horizons, hlásí, že sbor kosmických lodí by měl být zahájen letos v létě. Kosmická loď má být zahájena v lednu 2006 a do Pluta dorazí v létě 2015.
Mise New Horizons umožní vědcům studovat geologii Pluta a Charona, mapovat jejich povrchy a měřit jejich teploty. Atmosféra Pluta bude také studována podrobně. Kosmická loď navíc navštíví ledová těla v Kuiperově pásu, aby provedla podobná měření.
Původní zdroj: Astrobiology Magazine
