Yeryüzünde başka bir pozisyonda hayat olabilir mi?
Samanyolu'nda yüz milyarlarca yıldız olmasına rağmen, bu yıldız sistemlerinin birçoğunun yüzeyinde yeterli sıvı su bulunan Dünya büyüklüğünde gezegenleri vardır ve Samanyolu'nun tamamında büyük bir yaşam şansı vardır. En azından bu, bildiklerimize dayanan varsayımımızdır, ancak dünyadaki yaşamın hayatta kalma ve gelişmesini sağlayan çevredeki dünyanın konumu çok özel değil mi?
Yaşayan bir gezegen, şüphesiz felaketler ve yok olma olayları yaşayacaktır.Eğer bir gezegende yaşam, hayatta kalmak ve gelişmek için, onu gerçeğe dönüştürmek için doğru iç ve çevresel koşullara sahip olmalıdır. Resim: NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi
Boko Park-Bilim Popülerleştirme: Güneş sistemi Samanyolu'nun sarmal kolları üzerinde biraz daha oluşsaydı ne olurdu? Kolun tepesinde olsaydı ne olurdu? Ya teoride, Samanyolu'nun merkezindeki devasa kara delik yerine güneş sistemi varsa? Büyük iklim farklılıkları olacak mı? Hayat doğabilir ve hayatta kalmaya devam edebilir mi? Aklımdaki bu birçok soruyla, şeylerin ne kadar farklı olacağına bir bakalım?
Bu, bir ön-gezegensel diskin bir örneğidir. Gezegenler ilk önce disk üzerinde oluşturulur ve oluştuklarında diskte "boşluklar" oluşur. Dış disk tarafından sağlanan malzeme sonunda Dünya gibi gezegenlerin mantosunu, kabuğunu, atmosferini ve okyanusunu oluşturdu. Resim: NAOJ
Güneş sisteminde, bilim adamları bunun nasıl olduğu ve geçtiğimiz 4,5 milyar yılda nasıl geliştiği hakkında daha fazla şey biliyorlar. Belirli bir miktarda zenginleştirilmiş gaz moleküler bulutu (ağır elementlerin kütlesinin yaklaşık% 2'sini içerir) ve ~% 28 helyum ve ~% 70 hidrojen yeni yıldızları oluşturur. Bunlardan biri, güneşin etrafında gezegensel bir disk oluşturan güneşimizdir, neredeyse tüm yıldızlarda olduğu gibi. Milyonlarca ila on milyonlarca yıl içinde, sıcak güneş iç diskteki malzemeyi buharlaştırırken, dışarıdaki daha soğuk malzeme düşer ve orijinal çekirdek etrafında birikir.
En büyük ve en büyük gezegenler büyük miktarlarda en hafif elementlere (hidrojen ve helyum) (yani gazlı gezegenler) sahipken, daha küçük kayalık gezegenler sahip değildir. Yerçekiminin etkileşimi günümüzün güneş sistemini belirler. Dünya ve güneş sistemiyle ilgili pek çok özellik özel görünür, ancak yaşam için gerekli olmayabilir. Güneş sistemindeki diğer tüm kayalık gezegenlerin aksine, Dünya, gelgit kuvvetleri üreten ve Dünya'nın eksenel eğimini sabitleyen devasa bir aya sahiptir. Diğer birçok yıldız sisteminin aksine, güneş sistemimiz asteroit kuşağından biraz daha yüksek dev bir yıldıza (Jüpiter) sahiptir. Samanyolu'ndaki çoğu yıldızın aksine Güneş, Samanyolu'nun merkezinden yaklaşık 25.000 ışıkyılı uzaklıkta, sarmal kolların çevresinde yer almaktadır.
Samanyolu'nun yapısı, Güneş'in konumu da dahil olmak üzere iyi bir şekilde haritalandırılmıştır. Samanyolu'ndaki hangi yıldızların ve bölgelerin yaşamı destekleyebileceği hala belirsizdir. Fotoğraf: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt; Wikimedia Commons kullanıcısı Cmgle
Dünyanın doğumundan sonraki 4,5 milyar yılda: yaşamın doğuşu, yaşamın devam eden varlığı ve evrimi, daha karmaşık, daha çeşitli ve daha bilgilendirici DNA kodlarının gelişimi. Yeryüzündeki yaşam, çoğu bilinmeyen veya sadece spekülatif nedenlerden oluşan çok sayıda kitlesel yok olma olayıyla karşılaştı. Dünyadaki türlerin% 30 ila% 70'inin farklı zamanlarda nesli tükenmiş olsa da, en sonuncusu 65 milyon yıl önce büyük bir asteroidin etkisinden geldi, Dünya'daki yaşamın varlığı hiçbir zaman sarsılmadı. Zaman geçtikçe yeryüzündeki yaşamın varlığı devam edecek.
Resim, çeşitli zaman aralıklarında nesli tükenen türlerin yüzdesini göstermektedir. Bilinen en büyük yok oluş, yaklaşık 250 milyon yıl önce Permiyen-Triyas sınırında gerçekleşti ve bunun nedeni belirsiz. 65 milyon yıl önce meydana gelen son aşırı kitlesel yok oluş, dünyadaki türlerin yaklaşık% 30'unun yok olmasına yol açtı. Resim: Raup ve Smith (1982) ve Rohde ve Muller (2005) verileriyle Wikimedia Commons kullanıcısı Smith609
Ancak yeryüzünün tüm özelliklerinden hangisi yaşam için gereklidir? Hangi gezegenin yaşam öyküsü dünyanınkinden farklı, ama her şey mümkün mü? Gerçekte Dünya dışında, güneş sisteminin dışındaki gezegenlerde yaşam bulana kadar, bunun gibi sorular kaçınılmaz olarak spekülasyona dayanacaktır. Ancak bu sadece bir tahmin değil, bunlar şu anda en iyi bilim kullanılarak yapılabilecek teorik ifadelerdir. İnsanların bildiği her şeye dayanarak, yaşamı mümkün kılan koşullar çoğu insanın düşündüğünden çok daha çeşitli ve esnek görünüyor.
Resim, Dünya'nın Kuzey Kutbu'nun güneşten büyük ölçüde saptığı zaman, büyük ölçüde dolunaya yöneldiğini ve dünyanın diğer tarafında olduğunu gösteriyor. Ay, dünyanın yörüngesini dengeler ama aynı zamanda dünyanın dönüş hızını da yavaşlatır. Dünyanın gelişmesi için mi yoksa hayatın devamı için böyle bir ayın (uydu) gerekli olup olmadığı henüz belli değil. Resim: Ulusal Astronomik Gözlemevi ROZHEN
Örnek olarak dünyanın uydu ayını ele alalım Yerçekimi, dünyanın zamanla aynı eksen üzerinde dönmesine neden olur. Dünya'nın mevcut eksenel eğimi 23,5 derecedir, ancak bu, gelecekte 22,1 ° ile 24,5 ° arasında uzun bir zaman ölçeğinde değişecektir. Öte yandan, Mars gibi gezegenler Dünya ile neredeyse aynı eksenel eğime sahiptir: yaklaşık 25 °. Ancak on milyonlarca yıl içinde, değişimi dünyanın on katı olacak: minimum 13 ° 'den maksimum 40 °' ye.
Bu, Mars'taki farklı enlemlerin ikliminde, dünyadaki herhangi bir buzul çağından çok daha fazla değişikliklere yol açacak. Ancak yaşam, uzun vadeli sıcaklık değişikliklerine dayanabildiği veya daha ılıman bir iklim bölgesine geçebildiği sürece, bu bir yok edici olmamalıdır. İlginç bir şekilde, aydan gelen gelgit kuvveti, dünyadaki bir günün zamanını da yavaşlattı: son 4 milyar yılda, yaklaşık 8 saatten 24 saate (dönüş döngüsü) yavaşladı, bu da yaşam üzerinde hiç etkisi yok gibi görünüyor veya özellikle güçlü bir etkisi yok. Ya da belki yaşam bu süreçteki bu tür değişikliklere yavaş yavaş adapte olmuştur.
Resimdeki ana kuşaktaki asteroitler ve Jüpiter çevresindeki Truva asteroitleri dev gezegenler tarafından yönlendirilebilir, ancak Jüpiter, bu türden dev gezegenler yerine daha fazla veya daha az asteroidin Dünya'nın yörünge yolunu geçmesine neden olacaktır. Gördüğünüz güneş sistemi? Resim: Doğa
Bu, güneş sistemindeki Jüpiter'in durumuna çok benzer.Elbette, geleneksel görüş, Jüpiter'in asteroit kuşağını "temizleyeceği" ve Dünya ile asteroid çarpışma olasılığını büyük ölçüde azaltacağı yönündedir. Ama aslında bu konuyla ilgili pek çok tartışma var. Örneğin, şu soruyu düşünün: Jüpiter'in yerçekiminin varlığı, asteroitlerin Dünya'ya uçma olasılığını artırır mı yoksa azaltır mı? Jüpiter, hızlanmaya neden olmak için yakındaki herhangi bir gök cisimine rastgele ekstra kuvvet uygulayan rahatsız edici bir güç gibi davranır. Birçok asteroit atılacak, ancak diğer birçok kararlı asteroit potansiyel olarak tehlikeli hale gelebilir. Evren hayat denkleminde bunun net pozitif mi yoksa negatif mi olduğu kesin değildir.
Resim, Samanyolu ve çevreleyen gökyüzündeki yıldızların yoğunluğunu gösterir.Samanyolu ve Büyük ve Küçük Macellan Bulutlarını açıkça gösterir. Yakından bakarsanız, SMC'nin sol tarafında NGC 104'ü görebilirsiniz. NGC 6205, Samanyolu çekirdeğinin sol ve sol tarafından biraz daha yüksektir, NGC 7078 Bunun biraz altında. Sonuç olarak, Samanyolu disk şeklindeki alanında yaklaşık 20-40 milyar yıldız içerir ve güneş, merkezden yaklaşık 25.000 ışıkyılı uzaklıktadır. Resim: ESA / GAIA
Ek olarak, hangi yıldızların yaşamı destekleyebileceği konusunda büyük bir tartışma var, sadece çok büyük ve kısa olması gerekmiyor, aynı zamanda belirli bir eşikten daha büyük olması da gerekebiliyor. Evrendeki yıldızların çoğu (yaklaşık% 80'i) kırmızı cücedir. Parlaklıkları düşüktür, gezegenlere hızla kilitlenebilirler ve sık sık büyük parlamalar yayabilirler. Etrafta yaşam mümkün mü, yoksa yaşamın güneş gibi daha büyük bir yıldıza mı ihtiyacı var?
Peki ya dünyanın galaksideki konumu? Ağır elementlerin varlığı ve zenginliği gibi bazı şeylerden bahsetmek mantıklıdır. Kayalık gezegenlerin hayata faydalı bileşenlere sahip olabilmeleri için, yaşamın yeterli ağır elementlere ihtiyacı olduğuna inanılıyor. Bu ağır elementler olmadan, yalnızca gaz halinde bir gezegen olabilir ve dünya, yaşam yaratmak için gereken çeşitli karbon bazlı bileşiklere sahip olamaz.
Resim, Samanyolu'nun merkezinin yıldızları, gazı, radyasyonu vb. Gösteren çok dalga boylu bir görünümünü göstermektedir. Yaşam için gerekli olan ağır elementler ve organik bileşikler de dahil olmak üzere çok sayıda madde vardır. Bununla birlikte, yeterli bolluğa da sahip olmaları gerekir, aksi takdirde yaşam imkansız olacaktır. Resim: NASA / ESA / SSC / CXC / STScI
Ama buradaki kritik değer nedir? Çalışması için bol miktarda ağır öğeye ihtiyacınız var mı? Yarım bolluk hala iyi mi? % 10 mu? % 1 mi? Ağır elementlerin bolluğunun bir haritası (gökbilimciler tarafından metaliklik olarak adlandırılır) çizilebilir. Yıldızın Samanyolu'ndaki konumuna göre, gökbilimciler, yıldız Samanyolu düzlemine yakın olduğu ve merkeze çok da yakın olmadığı sürece şaşırtıcı bir şekilde bulmuşlardır. Ya da çok uzak, aşağı yukarı güneş sistemi (dünya) gibi olacaktır. Yaşamı mümkün kılmak için belirli bir kritik değerin aşılması gerektiğini varsayarsak, bugün yaratılan galaksideki yıldızların çoğunda ağır elementlerin doğru dengesi aslında bulunur.
Yıldızların Samanyolu'ndaki konumu ile metalikliği veya ağır elementlerin varlığı arasındaki ilişki. Samanyolu'nun merkez diskinde yaklaşık 3.000 ışıkyılı içerisindeki yıldızlar, on binlerce ışıkyılı uzaklıktaki güneş sistemindekilere çok benzeyen zengin elementlere sahiptir. Resim: Zeljko Ivezic / Washington Üniversitesi / SDSS-II işbirliği
Yine de, koşulların yaşamı destekleyemeyecek kadar şiddetli olduğu yerler olmalıdır. Çok büyük bir yıldız, Güneş'in% 50'sini aşabilir ve Dünya'da ulaştığı karmaşıklık düzeyine ulaşmak için yeterince uzun yaşamayacaktır (yıldız yaşam döngüsü). Şiddetli bir felaket olayına çok yakın olan (bir süpernova veya gama ışını patlaması gibi) yaşayan bir gezegen, yaşamı yok edebilir, ancak bu tartışmalı bir durumdur çünkü yaşam hayatta kalabilir. Çok fazla yıldız yoğunluğuna sahip bir yer, bir gezegenin kendi yıldız sisteminden çıkarılabileceği veya yörüngesinin felaket bir şekilde bozulabileceği anlamına gelir. Dünyanın olduğu yerde, bu olasılık çok düşüktür, ancak Samanyolu'nun merkezinde büyük ölçüde artacaktır.
Galaksinin merkezinde, Samanyolu'nun süper kütleli merkeziyle etkileşime giren yıldızlar, gaz, toz ve (şimdi bildiğimiz gibi) kara delikler vardır. Buradaki üyeler kavisli uzaya tepki vermekle kalmıyor, aynı zamanda uzayı kendileri de büküyorlar.Yıldızların ve gezegenlerin yerçekimi etkileşimi ve "fırlaması" çok yaygın. Resim: ESO / MPE / Marc Schartmann
Yaşamın milyarlarca yıl içinde başarılı olabilmesi için bilim adamları, yaşamın üç ana faktöre ihtiyaç duyduğuna inanıyor: Yeryüzündeki yaşam koşulları altında yeterli istikrarın sağlanması ve% 100 olayların yok olmasının önlenmesi gibi yaşamın doğuşu. Belki de yaşamın başladığı Mars gibi bir gezegen ailesini hayal etmek kolaydır. Ancak gezegenin koşulları onu yaşama uygun hale getirmeyecek şekilde değişirse veya bir felaket meydana gelirse ve her canlı yok olursa, Dünya'ya benzer bir gezegene sahip olmak imkansızdır.
Süpernovalardan aktif kara deliklere, birleşen nötron yıldızlarına kadar tüm evrende ve Samanyolu'nda felaket olayları meydana gelecektir. Bunlar, bazı gezegenlerin ortamını gezegenlerde sertleştirebilir ve bu gezegenlerin yaşamı olabilir, ancak bu olasılığı tamamen ortadan kaldırmak, şu anda bildiklerimizin ötesinde bazı kanıtlar gerektirir. Fotoğraf: J. Wise / Georgia Institute of Technology ve J. Regan / Dublin City University
Bununla birlikte, tüm bunlar için olasılıklar yalnızca en yoğun ve en seyrek galaktik çevre içindir. Samanyolu'nun merkezinde, yaşamın en çok tehdit altında olduğu genç, büyük kütleli yıldızlar vardır; Samanyolu'nun en seyrek "kenar mahalleleri", hayatın başından itibaren imkansız olduğu yerlerdir. Bildiğimiz kadarıyla, bir gezegende yaşam başladığında ve gezegen yüzeyinin altına girmeye başladığında, onu yok etmek zordur.
Yeryüzündeki yaşamın doğuşundan bu yana yeryüzündeki koşulların biyosferin gelişmesine neden olduğu kesin olarak söylenebilir, ancak çok farklı koşulların yine de benzer sonuçlara yol açabileceği tahmin edilmektedir. Kozmik yaşam denkleminde, son derece farklı ortamlarda bile yaşamın refahı ve hayatta kalması üzerine bahse girmeyin. Sonuçta, Antarktika'daki tropikal yağmur ormanları, hidrotermal menfezler ve karlar hayat dolu (hayatlar). Yabancı bir gezegen insanlar için uygun olmayabilir, ancak orada büyüyen uzaylı yaşam için uygun olabilir.
