Credit de imagine: NASA
Suntem sortiți. Într-o zi Pământul va fi un cindru ars orbitând o stea roșie umflată.
Aceasta este soarta finală a oricărei planete care trăiește aproape de o stea de secvență principală precum soarele nostru. Stelele principale de secvență rulează pe hidrogen și atunci când acest combustibil se epuizează, trec la heliu și devin un gigant roșu. În timp ce tranziția soarelui într-un gigant roșu este o veste tristă pentru Pământ, planetele înghețate din cele mai îndepărtate regiuni ale sistemului nostru solar vor avea parte de căldura soarelui pentru prima dată.
Soarele a crescut încet, dar constant, mai luminos și mai cald pe parcursul vieții sale. Când soarele va deveni un gigant roșu în aproximativ 4 miliarde de ani, soarele nostru galben familiar va deveni un roșu viu, deoarece emite în principal energia de frecvență mai mică a luminii infraroșii și roșii vizibile. Va crește de mii de ori mai strălucitor și va avea totuși o temperatură mai rece a suprafeței, iar atmosfera sa se va extinde, înglobând încet Mercur, Venus și eventual chiar Pământul.
Deși se prevede că atmosfera soarelui va ajunge pe orbita Pământului de 1 UA, giganții roșii tind să piardă multă masă, iar acest val de gaze expulzate ar putea împinge Pământul în afara domeniului. Dar dacă Pământul este consumat sau doar cântat, toată viața de pe Pământ va fi trecut în uitare.
Cu toate acestea, condițiile care fac viața ar putea apărea în altă parte a sistemului solar, potrivit unui document publicat în revista Astrobiologie de S. Alan Stern, director al Departamentului de Studii Spațiale din Southwest Institute Institute of Research din Boulder, Colorado. El spune că planetele situate între 10 și 50 UA vor fi în zona locuibilă a soarelui gigant roșu. Zona locuibilă a unui sistem solar este regiunea în care apa poate rămâne în stare lichidă.
Zona locuibilă se va schimba treptat prin regiunea 10 - 50 AU pe măsură ce soarele devine mai luminos și mai luminos, evoluând prin faza sa gigant roșu. Saturn, Uranus, Neptun și Pluton se află între 10 și 50 UA, la fel ca lunile lor înghețate și obiectele centurii Kuiper. Dar nu toate aceste lumi vor avea șanse egale la viață.
Este posibil ca perspectivele de locuit pe planetele gazoase Saturn, Neptun și Uranus să nu fie afectate atât de mult de tranziția gigantului roșu. Astronomii au descoperit planete gazoase orbitând foarte aproape de steaua lor mamă în alte sisteme solare, iar acești „Jupiteri fierbinți” par să se țină de atmosfera lor gazoasă, în ciuda apropierii de radiațiile intense. Viața așa cum știm, nu este probabil să apară pe planetele gazoase.
Stern consideră că luna Triton, Pluto și Charon-ul lui Neptun și Obiectele centurii Kuiper vor avea cele mai mari șanse de viață. Aceste corpuri sunt bogate în substanțe chimice organice, iar căldura soarelui uriaș roșu le va topi suprafețele înghețate în oceane.
„Când soarele va fi un gigant roșu, lumile de gheață ale sistemului nostru solar se vor topi și vor deveni oaze oceanice timp de zeci până la câteva sute de milioane de ani”, spune Stern. „Sistemul nostru solar nu va adăposti o singură lume cu oceane de suprafață, așa cum se întâmplă acum, ci sute, pentru toate lunile înghețate ale planetelor uriașe și planetele pitice înghețate ale centurii Kuiper vor suporta și oceanele atunci. Deoarece temperatura de pe Pluto nu va fi foarte diferită atunci, decât temperatura de acum pe Miami Beach, îmi place să numesc aceste lumi „calduri Pluto”, în analogie cu multitudinea de Jupiteri fierbinți care au găsit orbite de stele asemănătoare soarelui în ultimii ani. "
Influența soarelui nu este întreaga poveste, cu toate acestea, caracteristicile unui corp planetar merg mult spre determinarea locuinței. Aceste caracteristici includ activitatea internă a unei planete, reflectivitatea sau „albedo” a unei planete și grosimea și compoziția atmosferei. Chiar dacă o planetă are toate elementele care favorizează locuința, viața nu va apărea neapărat.
„Nu știm ce este necesar pentru a începe viața”, spune Don Brownlee, astronom la Universitatea Washington din Seattle și coautor al cărții „Viața și moartea planetei Pământ”. Brownlee spune că dacă interioarele umede calde și materialele organice sunt tot ce sunt necesare, atunci Pluton, Triton și Obiectele centurii Kuiper ar putea adăposti viața.
„Cu toate acestea, ca un cuvânt de precauție, interioarele asteroizilor care au produs meteoritele cu condrita carbonică au fost calde și umede, probabil, de milioane de ani în istoria timpurie a sistemului solar”, spune Brownlee. „Aceste corpuri sunt extrem de bogate atât în apă cât și în materiale organice și, cu toate acestea, nu există dovezi convingătoare că vreun meteorit asteroid a avut vreodată lucruri vii în el.”
De asemenea, orbita unui corp planetar va afecta șansele sale de viață. Pluto, de exemplu, nu are o orbită drăguță, regulată, precum Pământul. Orbita lui Pluto este relativ excentrică, variază în distanță de soare. Din ianuarie 1979 până în februarie 1999, Pluton a fost mai aproape de soare decât Neptun și, într-o sută de ani, va fi aproape de două ori mai departe decât Neptun. Acest tip de orbită îl va determina pe Pluto să sufere încălzirea extremă alternând cu răcire extremă.
De asemenea, orbita lui Triton este particulară. Tritonul este singura lună mare care se orbitează înapoi sau este „retrogradă”. Tritonul poate avea această orbită neobișnuită, deoarece s-a format ca obiect al centurii Kuiper și apoi a fost capturat de gravitatea lui Neptun. Este o alianță instabilă, deoarece orbita retrogradă creează interacțiuni de maree cu Neptun. Oamenii de știință prezic că într-o zi Triton va prăbuși fie în Neptun, fie se va despărți în bucăți minuscule și va forma un inel în jurul planetei.
„Perioada de declin a orbitei lui Triton este incertă, deci ar putea fi în jur sau s-ar fi putut deja prăbuși în momentul în care soarele se înroșește”, spune Stern. „Dacă Triton este în jur, probabil va ajunge să arate ca același fel de lume oceanică bogată în organice ca Pluto.”
Soarele va arde ca un gigant roșu de aproximativ 250 de milioane de ani, dar este suficient timp pentru ca viața să ajungă pe un picior? În cea mai mare parte a vieții gigantului roșu, soarele va fi de doar 30 de ori mai luminos decât starea actuală. Spre sfârșitul fazei uriașe roșii, soarele va crește de peste 1000 de ori mai luminos și, ocazional, va elibera impulsuri de energie, ajungând la 6.000 de ori luminozitatea curentă. Dar această perioadă de luminozitate intensă va dura câteva milioane de ani, sau cel mult zeci de milioane de ani.
Brevitatea celor mai strălucite faze ale gigantului roșu sugerează lui Brownlee că Pluton nu are prea multe promisiuni pe viață. Din cauza orbitei medie a lui Pluto de 40 UA, soarele ar trebui să fie de 1.600 de ori mai luminos pentru ca Pluto să obțină aceeași radiație solară pe care o avem în prezent.
„Soarele va atinge această strălucire, dar numai pentru o perioadă foarte scurtă de timp - doar un milion de ani sau cam așa ceva”, spune Brownlee. „Suprafața și atmosfera lui Pluto vor fi„ îmbunătățite ”din punctul nostru de vedere, dar nu va fi un loc frumos pentru o perioadă semnificativă de timp”.
După faza uriașului roșu, soarele va deveni mai slab și va scădea la dimensiunea Pământului, devenind un pitic alb. Planetele îndepărtate care au intrat în lumina gigantului roșu vor deveni din nou lumi de gheață înghețate.
Deci, dacă viața va apărea într-un sistem uriaș roșu, va avea nevoie de o pornire rapidă. Viața pe Pământ se crede că și-a luat originea în urmă cu 3,8 miliarde de ani, la aproximativ 800 de milioane de ani de la nașterea planetei noastre. Dar asta este probabil pentru că planetele din sistemul solar interior au experimentat 800 de milioane de ani de bombardamente grele de asteroizi. Chiar dacă viața ar fi început imediat, ploaia timpurie de asteroizi ar fi șters Pământul curat de viața respectivă.
Brownlee spune că o nouă eră de bombardament ar putea începe pentru planetele exterioare, deoarece soarele uriaș roșu ar putea perturba numărul mare de comete din Centura Kuiper.
„Când soarele uriaș roșu este de 1.000 de ori mai luminos, își pierde aproape jumătate din masă în spațiu”, spune Brownlee. „Aceasta face ca corpurile care orbitează să se deplaseze în exterior. Pierderea de gaze și alte efecte ar putea destabiliza Centura Kuiper și ar crea o altă perioadă de bombardament interesant. "
Dar Stern spune că planetele aduse de un soare uriaș roșu nu vor fi bombardate de câte ori a fost Pământul timpuriu, deoarece centura de asteroizi străvechi avea mult mai mult material decât Centura Kuiper.
În plus, planetele exterioare nu vor experimenta aceleași niveluri ultraviolete (UV) pe care Pământul a trebuit să le suporte, deoarece gigantii roșii au radiații UV foarte mici. UV-ul de intensitate mai mare al unei stele de secvență principală poate dăuna proteinelor delicate și catenelor de ARN necesare originii vieții. Viața pe Pământ nu își poate provoca decât sub apă, în adâncimi protejate de această intensitate a luminii. Viața pe Pământ este, prin urmare, indisolubil legată de apa lichidă. Dar cine știe ce fel de viață ar putea să apară pe planete care nu au nevoie de ecranare UV?
Stern crede că ar trebui să căutăm dovezi de viață pe lumi asemănătoare cu Pluton, care orbitează în jurul gigantilor roșii de azi. În prezent știm despre 100 de milioane de stele de tip solar din galaxia Calea Lactee care ard ca niște giganți roșii, iar Stern spune că toate aceste sisteme ar putea avea planete locuibile în termen de 10 până la 50 UA. „Ar fi un test bun al timpului necesar pentru a crea viață pe lumi calde, bogate în apă”, spune el.
„Ideea de corpuri îndepărtate bogate în organisme care sunt coapte de o stea uriașă roșie este una intrigantă și ar putea oferi habitatelor cu viață scurtă pentru viață”, adaugă Brownlee. „Dar mă bucur că soarele nostru a rămas o marjă bună de timp.”
Ce urmeaza
În timp ce o mare parte din ceea ce știm despre sistemul solar exterior se bazează pe măsurători îndepărtate făcute de la telescoape de pe Pământ, la 2 ianuarie 2004, oamenii de știință au surprins de aproape un obiect al centurii Kuiper. Nava spațială Stardust a trecut pe o distanță de 136 de kilometri de cometa Wild2, o minge de zăpadă enormă care și-a petrecut cea mai mare parte a vieții sale de 4,6 miliarde de ani orbitând în Centura Kuiper. Wild2 orbitează acum în cea mai mare parte pe orbita lui Jupiter. Brownlee, care este principalul investigator pentru misiunea Stardust, spune că imaginile Stardust arată detalii fantastice de suprafață ale unui corp modelat atât de istoria sa antică cât și de cea recentă. Imaginile stardust arată jeturi de gaz și praf care trag de pe cometă, deoarece Wild2 se dezintegrează rapid de căldura solară puternică a sistemului solar interior.
Pentru a afla mai multe despre sistemul solar exterior, va trebui să trimitem o navă spațială acolo pentru a investiga. În 2001, NASA a selectat misiunea New Horizons doar pentru un astfel de scop.
Stern, care este investigatorul principal pentru misiunea New Horizons, relatează că ansamblul navei spațiale este programat să înceapă în această vară. Nava spațială urmează să se lanseze în ianuarie 2006 și va ajunge la Pluto în vara anului 2015.
Misiunea New Horizons va permite oamenilor de știință să studieze geologia lui Pluton și Charon, să le mapeze suprafețele și să își ia temperaturile. Atmosfera lui Pluton va fi, de asemenea, studiată în detaliu. În plus, nava spațială va vizita cadavrele înghețate din Centura Kuiper pentru a face măsurători similare.
Sursa originală: Revista Astrobiologie
