Kujutise krediit: NASA
Oleme hukule määratud. Ühel päeval on Maa põlenud tuhk, mis tiirleb ümber paisunud punase tähe.
See on iga planeedi, kes elab sellise põhijärjestuse tähe lähedal nagu meie päike, lõplik saatus. Põhijärjestuse tähed töötavad vesinikul ja kui see kütus otsa saab, lülituvad nad ümber heeliumiks ja muutuvad punaseks hiiglaseks. Päikese üleminek punaseks hiiglaseks on Maa jaoks kurb uudis, kuid meie päikesesüsteemi kõige kaugemates piirkondades asuvad jäised planeedid peesitavad esimest korda päikese käes.
Päike on elu jooksul aeglaselt, kuid püsivalt heledam ja kuumem. Kui päike muutub umbes 4 miljardi aasta pärast punaseks hiiglaseks, muutub meie tuttav kollane päike erksaks punaseks, kuna see kiirgab peamiselt infrapuna ja nähtava punase valguse madalama sagedusega energiat. See kasvab tuhandeid kordi heledamaks ja sellel on siiski jahedam pinnatemperatuur ning selle atmosfäär laieneb, neelates aeglaselt elavhõbedat, Veenust ja võib-olla isegi Maad.
Kui ennustatakse, et päikese atmosfäär jõuab Maa orbiidile 1 AU, kipuvad punased hiiglased kaotama palju massi ja see väljaheidetavate gaaside laine võib Maa lükata just levialast välja. Kuid olenemata sellest, kas Maa on ära tarbitud või lihtsalt laultud, on kogu elu Maal unustusse läinud.
Kuid Colorado osariigis Boulderis asuva Edela-uuringute instituudi kosmoseuuringute osakonna direktori S. Alan Sterni ajakirjas Astrobiology avaldatud artikli kohaselt võivad elu võimaldavad tingimused ilmneda ka mujal päikesesüsteemis. Ta ütleb, et planeedid, mis asuvad 10–50 AU, asuvad punase hiiglasliku päikese asustatavas tsoonis. Päikesesüsteemi asustatav tsoon on piirkond, kus vesi võib jääda vedelasse olekusse.
Asustatav tsoon nihkub järk-järgult 10–50 AU piirkonnast, kui päike tõuseb heledamaks ja eredamaks, arenedes läbi punase hiiglasliku faasi. Saturn, Uraan, Neptuun ja Pluuto asuvad kõik vahemikus 10–50 AU, nagu ka nende jäised kuud ja Kuiperi vöö objektid. Kuid mitte kõigil neil maailmadel pole elus võrdseid võimalusi.
Punase hiiglase üleminek ei pruugi nii palju mõjutada gaasiliste planeetide Saturni, Neptuuni ja Uraani elamisvõimalusi. Astronoomid on avastanud teistes päikesesüsteemides oma vanematähe lähedale tiirlevaid gaasilisi planeete ja need “kuumad Jupiterid” näivad hoidvat nende gaasilist keskkonda, hoolimata nende lähedusest intensiivsele kiirgusele. Elu, nagu me teame, pole gaasilistel planeetidel tõenäoline.
Stern arvab, et Neptuuni kuu Triton, Pluuto ja tema Kuu Charon ning Kuiperi vöö esemed saavad eluks parimad võimalused. Need kehad on rikkad orgaaniliste kemikaalide poolest ja punase hiiglasliku päikese kuumus sulatab nende jäised pinnad ookeanideks.
"Kui päike on punane hiiglane, sulavad meie päikesesüsteemi jäämaailmad kümnetest kuni mitmesaja miljoni miljoni aastani ookeanioaasideks," ütleb Stern. „Meie päikesesüsteem ei harrasta siis mitte ühte maailma, kus asuvad ookeanid, nagu praegu, vaid sadu hiiglaslike planeetide jäiste kuude jaoks ja Kuiperi vöö jäised kääbuplaneedid kannavad ka ookeane. Kuna temperatuur Pluudos ei erine siis eriti Miami Beachi praegusest temperatuurist, meeldib mulle neid maailmu nimetada “soojadeks plutodeks” analoogselt viimaste aastate päikesepaistelisi tähti tiirlevate kuumade Jupiterite arvuga. ”
Päikese mõju ei ole siiski kogu lugu - planetaarkeha omadused muudavad asustatavuse määramise kaugele. Selliste omaduste hulka kuuluvad planeedi sisemine aktiivsus, planeedi peegelduvus ehk albedo ning atmosfääri paksus ja koostis. Isegi kui planeedil on kõik elemendid, mis soosivad elamiskõlblikkust, ei ilmne elu tingimata.
"Me ei tea, mida elu alustamiseks vaja on," ütleb Don Brownlee, Seattle'is asuva Washingtoni ülikooli astronoom ja raamatu "Maa planeedi elu ja surm" kaasautor. Brownlee ütleb, et kui sooja niiske interjööri ja orgaaniliste materjalide jaoks on kõik vajalik, siis võivad Pluuto, Triton ja Kuiperi vöö esemed elada.
"Ettevaatlikult öeldes olid süsinikku sisaldavaid kondiitmeteoriite tootvate asteroidide interjöörid päikesesüsteemi varases ajaloos ehk miljonid aastad soojad ja märjad," ütleb Brownlee. "Need kehad on nii vee kui ka orgaaniliste materjalide poolest äärmiselt rikkad ja ometi pole veenvaid tõendeid selle kohta, et mingil asteroidsel meteoriidil oleks kunagi elusaid asju olnud."
Ka planeedikeha orbiit mõjutab selle eluvõimalusi. Näiteks Pluuto ei oma kena, regulaarset orbiiti nagu Maa. Pluuto orbiit on suhteliselt ekstsentriline, varieerudes Päikesest. Jaanuarist 1979 kuni veebruarini 1999 oli Pluuto päikesele lähemal kui Neptuun ja saja aasta pärast on see Neptuunist peaaegu kaks korda kaugemal. Seda tüüpi orbiit põhjustab Pluuto äärmist kuumutamist vaheldumisi äärmise jahutusega.
Ka Tritoni orbiit on omapärane. Triton on ainus suur kuu, mis orbiidil tagasi liikudes ehk “tagasi liikudes”. Tritonil võib olla see ebaharilik orbiit, kuna see moodustas Kuiperi vöö objektina ja seejärel jäädvustati Neptuuni gravitatsiooni poolt. See on ebastabiilne liit, kuna tagasiulatuv orbiit loob loodete vastasmõju Neptuuniga. Teadlased ennustavad, et ühel päeval satub Triton kas Neptuuni või puruneb pisikesteks tükkideks ja moodustab ringi ümber planeedi.
"Tritoni orbiidi loodete lagunemise ajakava on ebakindel, nii et see võib olla ümber või võib see olla juba kukkunud ajaks, kui päike läheb hiiglaslikuks," ütleb Stern. "Kui Triton on ümber, näib see tõenäoliselt samasuguse orgaaniliselt rikka ookeanimaailma moodi nagu Pluuto."
Päike põleb punase hiiglasena umbes 250 miljonit aastat, kuid kas eluks on piisavalt aega jaluse saamiseks? Suurema osa punase hiiglase eluajast on päike praegusest olekust vaid 30 korda heledam. Punase hiiglasliku faasi lõpus tõuseb päike enam kui 1000 korda heledamaks ja aeg-ajalt eraldab see energiaimpulsse, ulatudes praeguse heleduseni 6000 korda. Kuid see intensiivse heleduse periood kestab paar miljonit aastat või maksimaalselt kümneid miljoneid aastaid.
Punase hiiglase helgeimate faaside lühidus viitab Brownlee'ile, et Pluuto ei pea kogu eluks kuigi palju lubadusi. Pluuto keskmise orbiidi 40 AU tõttu peaks Päike Pluuto jaoks olema 1600 korda heledam, et saada sama päikesekiirgus, mida praegu Maa peal saame.
"Päike jõuab selle heleduseni, kuid ainult väga lühikese aja jooksul - umbes miljon aastat või enam," ütleb Brownlee. "Pluuto pind ja atmosfäär paranevad meie vaatenurgast" paremaks ", kuid see ei ole kena koht märkimisväärse aja jooksul".
Pärast punast hiiglaslikku faasi muutub päike hõredamaks ja kahaneb Maa suuruse järgi, muutudes valgeks kääbuseks. Punase hiiglase valguses peesitatud kaugetest planeetidest saavad taas külmunud jäämaailmad.
Nii et kui elu peaks ilmuma punases hiiglaslikus süsteemis, vajab see kiiret algust. Arvatakse, et elu Maal sai alguse 3,8 miljardit aastat tagasi, umbes 800 miljonit aastat pärast meie planeedi sündi. Kuid see on tõenäoliselt sellepärast, et sisemise Päikesesüsteemi planeedid kogesid 800 miljonit aastat rasket asteroidi pommitamist. Isegi kui elu oleks kohe alanud, oleks asteroidide varane vihm pühkinud Maa sellest elust puhtaks.
Brownlee sõnul võib väliste planeetide jaoks alata uus pommitamise ajastu, sest punane hiiglaslik päike võib häirida tohutut hulka komeete Kuiperi vööndis.
"Kui punane hiiglaslik päike on 1000 korda heledam, kaotab see peaaegu poole massist kosmosesse," ütleb Brownlee. “See põhjustab orbiidil liikuvate kehade liikumist väljapoole. Gaasi kaotus ja muud mõjud võivad Kuiperi vöö destabiliseerida ja põhjustada veel ühe huvitava pommitamise perioodi. ”
Kuid Stern ütleb, et punase hiiglasliku päikese poolt elamiskõlblikuks muudetud planeete ei pommitata nii sageli kui Maa varakult, sest iidsel asteroidivööl oli palju rohkem materjali kui Kuiperi vööl tänapäeval.
Lisaks ei koge välimised planeedid samu ultraviolettkiirguse (UV) tasemeid, mida Maa on pidanud taluma, kuna punastel hiiglastel on väga madal UV-kiirgus. Põhijärjestuse tähe kõrgema intensiivsusega UV võib kahjustada õrnu valke ja RNA ahelaid, mis on vajalikud elu päritolu jaoks. Elu Maal võis pärineda ainult veealusest pinnast, selle valguse intensiivsuse eest kaitstud sügavustes. Maakera elu on seetõttu lahutamatult seotud vedela veega. Kuid kes teab, milline elu võib pärineda planeetidelt, millel pole vaja UV-varjestust?
Stern arvab, et peaksime leidma tõendeid elu kohta Pluuto-sarnastes maailmades, mis tiirlevad ümber punaste hiiglaste ümber. Praegu teame Linnutee galaktikas 100 miljonit päikesetüüpi tähte, mis põlevad punaste hiiglastena, ja Stern ütleb, et kõigis nendes süsteemides võiksid olla elatavad planeedid vahemikus 10 kuni 50 AU. "See oleks hea proov aeg, mis on vajalik elu loomiseks soojas, vesirikkas maailmas," ütleb ta.
"Idee orgaaniliste rikaste kaugete kehade küpsetamiseks punase hiiglasliku tähe poolt on intrigeeriv ja see võib pakkuda väga huvitavat, kui lühiajaline elupaik on kogu elu," lisab Brownlee. "Kuid mul on hea meel, et meie päikesel on piisavalt vaba aega."
Mis järgmiseks
Kui suur osa välise Päikesesüsteemi kohta teada olevatest andmetest põhineb maapealsetest teleskoopidest tehtud kaugetel mõõtmistel, siis 2. jaanuaril 2004 püüdsid teadlased lähedase pilgu Kuiperi vöö objektile. Stardusti kosmoselaev möödus 136 kilomeetri kaugusel komeetist Wild2, mis on tohutu lumepall, mis veetis suurema osa oma 4,6 miljardiaastasest elust orbiidil Kuiperi vööndis. Nüüd tiirleb Wild2 enamasti Jupiteri orbiidil. Stardusti missiooni juhtiv uurija Brownlee ütleb, et Stardusti kujutised näitavad fantastilisi keha detaile kehast, mis on kujundatud nii iidse kui ka lähiajaloo põhjal. Starduspiltidel on näha komeedilt tulistavad gaasi- ja tolmutorud, kuna Wild2 laguneb sisemise päikesesüsteemi tugevas päikesesoojuses kiiresti.
Päikese välise süsteemi kohta lisateabe saamiseks peame saatma kosmoselaeva uurima. NASA valis 2001. aastal just sellise eesmärgi jaoks New Horizoni missioon.
Stern, kes on New Horizoni missiooni juhtiv uurija, teatab, et kosmoselaevade kokkupanek on kavas alustada sel suvel. Kosmoseaparaat peaks vallanduma 2006. aasta jaanuaris ja jõuab Pluutosse 2015. aasta suvel.
New Horizoni missioon võimaldab teadlastel uurida Pluuto ja Charoni geoloogiat, kaardistada nende pinnad ja võtta temperatuurid. Pluuto atmosfääri uuritakse samuti üksikasjalikult. Lisaks külastab kosmoselaev Kuiperi vöö jäiseid kehasid, et teha sarnaseid mõõtmisi.
Algne allikas: ajakiri Astrobiology
