|
Представляем вам межпланетную обитаемую зону
|
|
|
|
Любой, кто знаком с поисками инопланетной жизни, наверняка слышал о "зоне Златовласки" вокруг звезды. Это определяется как зона орбиты, где температура как раз подходит для того, чтобы на поверхности каменистой планеты скапливалась жидкая вода — хорошее приближение к тому, что мы считали первоначальными условиями для жизни на Земле. Но что произойдет, если эта жизнь не сохранится на земном аналоге? Если они, как и мы, начнут продвигаться к соседним планетам, идея обитаемой зоны станет намного сложнее. Новая статья доктора Дж. Калеб Шарф из Исследовательского центра Эймса НАСА и один из ведущих астробиологов агентства пытается объяснить эту возможность, вводя концепцию межпланетной обитаемой зоны (IHZ). Работа опубликована на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
В то время как традиционную зону Златовласки можно рассматривать как простой вопрос "да/нет", IHZ более многогранен. На самом деле, согласно статье, существует четыре аспекта: доступность электроэнергии, радиационный риск, трудности с транспортировкой и материальные ресурсы. В основном уравнении, которое использует доктор Шарф, два из них (доступность электроэнергии и материальные ресурсы) являются чистыми факторами, способствующими созданию зон пригодности для жизни, в то время как два (сложность транспортировки и радиационные риски) являются чистыми факторами, препятствующими развитию. Давайте рассмотрим каждый из них по очереди.
|
|
|
|
Вопрос доступности энергии, по-видимому, не требует пояснений — сколько энергии вырабатывает звезда и как ее можно преобразовать в процессы, необходимые для жизни? Но есть компромисс. Эффективность солнечных панелей падает с повышением температуры (то есть, когда звезда приближается к Солнцу). Таким образом, хотя закрытая солнечная панель может собирать больше света, она также менее эффективна при преобразовании его в полезную электрическую энергию.
|
|
|
|
|
|
|
Радиация - это палка о двух концах. Вблизи звезды жизнь подвергается бомбардировке высокоэнергетическими частицами, образующимися в результате термоядерных реакций, происходящих в ядре звезды. Но дальше жизнь подвергается воздействию галактических космических лучей, которые усиливаются по мере удаления от Солнечной системы. Таким образом, в конечном счете, радиация - это просто компромисс между солнечным излучением и галактическим, и правильного ответа на этот вопрос нет.
|
|
|
|
Сложность перемещения знакома всем, кто интересуется орбитальной механикой. Для перемещения из одной точки Солнечной системы в другую требуется изменение скорости, обычно известное как "дельта-v" по математическому обозначению. При расчете этого параметра учитывается несколько факторов, в том числе расстояние между любыми двумя телами. Более высокие ускорения и замедления могут сократить время в пути между ними, но за счет затрат энергии. Но, возможно, самым важным фактором, влияющим на это, является гравитационное притяжение самого тела. Покинуть более крупную планету гораздо сложнее, что делает ее практически ловушкой для более развитых цивилизаций.
|
|
|
|
Материальные ресурсы, хотя и обладают собственным гравитационным притяжением, также имеют то преимущество, что являются строительными блоками любой космической экономики. Астероиды являются здесь основным фактором, поскольку простота доступа к их ресурсам в сочетании с их низким гравитационным притяжением делают их весьма привлекательными объектами для ранних исследований.
|
|
|
|
Итак, что же все это означает на практике? Доктор Шарф создал симуляцию, в которой учитывались эти факторы, и проследил, как технологическая цивилизация будет развиваться по нескольким сценариям. Одна тысяча цифровых "агентов" была погружена в симуляцию и поставлена перед выбором: оставаться на месте, собирать ресурсы, размножаться или мигрировать каждые шесть месяцев. На Земле это привело нас сначала на Марс, затем в пояс астероидов, затем на Луну (что является интересным ответом на один из наиболее горячо обсуждаемых вопросов в области освоения космоса). Однако в статье также есть плохие новости для одной из планетных систем, которая первоначально считалась многообещающим местом для жизни.
|
|
|
|
В системе TRAPPIST-1 находятся семь скалистых планет размером с Землю, вращающихся вокруг красного карлика. Но, согласно расчетам доктора Шарфа, любая развитая цивилизация там обречена на вымирание в течение 45 лет, в первую очередь из-за радиационного облучения. На самом деле, единственный способ выжить для цивилизации - искусственно снизить уровень радиации вдвое. Так что, к сожалению, вероятность появления там развитой цивилизации практически ничтожна.
|
|
|
|
Но эта модель межпланетной обитаемости была бы полезна не только в этих двух системах. Понимание того, как динамика звезд, планет и космоса взаимодействует с развитием технологий, будет становиться все более важным, поскольку мы продолжаем находить все больше и больше экзопланетных систем. На данный момент, похоже, что текущая траектория экспансии человечества находится на правильном пути. Будем надеяться, что нас не постигнет судьба, подобная той, что постигла TRAPPIST-1.
|
|
|
|
Источник
|
