Kreditna slika: NASA
Obsojeni smo. Nekega dne bo na Zemlji zgorelo pepelko, ki bo krožilo okoli nabrekle rdeče zvezde.
To je končna usoda katerega koli planeta, ki živi blizu zvezde glavnega zaporedja, kot je naše sonce. Zvezde glavnih sekvenc vodijo na vodik, in ko tega goriva zmanjka, preidejo na helij in postanejo rdeči velikan. Medtem ko je prehod Sonca v rdečega velikana žalostna novica za Zemljo, se bodo ledeni planeti v najbolj oddaljenih regijah našega osončja prvič zagrizli v sončno toploto.
Sonce je v svoji življenjski dobi počasi, a vztrajno raslo, svetlejše in bolj vroče. Ko sonce čez približno 4 milijarde let postane rdeče orjak, bo naše znano rumeno sonce postalo živo rdeče, saj v glavnem oddaja nižjo frekvenco energije infrardeče in vidne rdeče svetlobe. Naraščala bo tisočkrat svetleje in imela bo hladnejšo površinsko temperaturo, njegovo ozračje pa se bo širilo, počasi bo zajelo Merkur, Venero in morda celo Zemljo.
Medtem ko sončna atmosfera predvideva, da bo dosegla Zemljino orbito 1 AU, rdeči velikani navadno izgubljajo veliko mase in ta val izgnanih plinov lahko potisne Zemljo izven dosega. A ne glede na to, ali se Zemlja poje ali zgolj poje, bo vse življenje na Zemlji prešlo v pozabo.
Kljub temu pa se lahko pogoji, ki omogočajo življenje, pojavijo drugje v osončju, v članku, objavljenem v reviji Astrobiology S. Alana Sterna, direktorja vesoljskega študija vesoljskega raziskovalnega inštituta v Boulderju v Koloradu. Pravi, da bodo planeti, ki se nahajajo od 10 do 50 AU, v območju, v katerem živi rdeče velikanko. Območje bivanja sončnega sistema je območje, kjer lahko voda ostane v tekočem stanju.
Območje bivanja se bo postopoma spreminjalo skozi območje od 10 do 50 AU, ko sonce raste in svetleje, razvija pa se skozi svojo fazo rdečega velikana. Saturn, Uran, Neptun in Pluton ležijo v območju od 10 do 50 AU, prav tako tudi njihovi ledeni luni in predmeti Kuiperjevega pasu. Toda vsi ti svetovi ne bodo imeli enakih možnosti v življenju.
Prehodi rdečih velikanov verjetno ne bodo vplivali na možnosti bivanja na plinastih planetih Saturn, Neptun in Uran. Astronomi so odkrili plinaste planete, ki krožijo zelo blizu matične zvezde v drugih sončnih sistemih, in zdi se, da se ti vroči Jupitri držijo v plinasti atmosferi, čeprav so blizu intenzivnega sevanja. Življenje, kot ga poznamo, se verjetno ne bo pojavilo na plinastih planetih.
Stern meni, da bodo Neptunova Luna Triton, Pluton in njegova luna Charon ter predmeti Kuiperjevega pasu imeli najboljše možnosti za življenje. Ta telesa so bogata z organskimi kemikalijami, toplota rdečega orjaškega sonca pa bo stopila njihove ledene površine v oceane.
"Ko je sonce rdeče orjaško, se bodo ledeni svetovi našega osončja topili in postali oceanske oaze za več deset do nekaj sto milijonov let," pravi Stern. "Naš osončje potem ne bo imel enega sveta s površinskimi oceani, kot zdaj, ampak na stotine, za vse ledene lune velikanskih planetov, in ledeni pritlikavi planeti Kuiperjevega pasu bodo takrat nosili tudi oceane. Ker takrat temperatura na Plutonu ne bo ravno drugačna, kot je temperatura v Miami Beachu, zdaj rad poimenujemo te svete "tople Plutose", kar je analogno množici vročih Jupiterjev, ki so jih v zadnjih letih krožili v krogu sončnih zvezd. "
Vendar vpliv sonca ni celotna zgodba - značilnosti planetarnega telesa segajo daleč v smeri določanja življenjske sposobnosti. Takšne značilnosti vključujejo notranjo aktivnost planeta, odsevnost ali "albedo" planeta ter debelino in sestavo atmosfere. Tudi če ima planet vse prvine, ki dajejo prednost bivanju, se življenje ne bo nujno pojavilo.
"Ne vemo, kaj je potrebno za začetek življenja," pravi Don Brownlee, astronom z univerze Washington v Seattlu in soavtor knjige "Življenje in smrt planeta Zemlje." Brownlee pravi, da če topla notranjost in organski materiali potrebujejo vse, potem lahko Pluton, Triton in Kuiperjev pas pojavijo življenje.
"Z besedo previdnosti pa je bila notranjost asteroidov, ki so proizvajali meteorite ogljikovega hondrita, topli in mokri morda več milijonov let v zgodnji zgodovini osončja," pravi Brownlee. "Ta telesa so izjemno bogata tako z vodo kot organskimi materiali, in vendar ni nobenega prepričljivega dokaza, da je katerikoli asteroidni meteorit kdaj živel v njem."
Orbita planetarnega telesa bo prav tako vplivala na njegove možnosti za življenje. Pluton, na primer, nima lepo, redno orbito, kot je Zemlja. Orbita Plutona je sorazmerno ekscentrična in se razlikuje po oddaljenosti od sonca. Od januarja 1979 do februarja 1999 je bil Pluton bližje soncu kot Neptun, čez sto let pa bo skoraj dvakrat večji od Neptuna. Ta vrsta orbite bo povzročila, da bo Pluton ekstremno segreval izmenično z ekstremnim hlajenjem.
Tudi Tritonova orbita je svojevrstna. Triton je edina velika luna, ki kroži nazaj ali nazaj. Triton ima morda to nenavadno orbito, ker je nastal kot predmet Kuiperjevega pasu in ga je nato ujela gravitacija Neptuna. To je nestabilno zavezništvo, saj retrogradna orbita ustvari plimovanje med Neptunom in plimi. Znanstveniki napovedujejo, da se bo nekega dne Triton ali zrušil v Neptun, ali pa se bo razpadel na drobne koščke in oblikoval obroč okoli planeta.
"Časovni razpon za plimno razpadanje Tritonove orbite je negotov, zato bi lahko bil naokoli ali pa bi se lahko že sesul, ko sonce postane rdeče velikan," pravi Stern. "Če je Triton naokoli, bo verjetno izgledal kot enak organski bogat ocean oceanov kot Pluton."
Sonce bo gorelo kot rdeči velikan približno 250 milijonov let, toda ali je to dovolj časa, da se življenje uveljavi? V večini življenjske dobe rdečega velikana bo sonce le 30-krat svetlejše od trenutnega stanja. Proti koncu rdeče velikanske faze bo sonce postalo več kot 1000-krat svetlejše in občasno sprosti energijske impulze, ki dosežejo 6000-krat večjo svetlost. Toda to obdobje intenzivne svetlosti bo trajalo nekaj milijonov let ali največ deset milijonov let.
Kratkost najsvetlejših faz rdečega velikana kaže na Brownlee, da si Pluton ne obeta veliko življenja. Zaradi povprečne orbite Plutona, ki znaša 40 AU, bi moralo sonce biti 1600 krat svetlejše, da bi lahko Pluton dobil enako sončno sevanje, kot ga imamo na Zemlji.
"Sonce bo doseglo to svetlost, vendar le za zelo kratek čas - le milijon let ali tako," pravi Brownlee. "Površina in ozračje Plutona se bosta z našega vidika" izboljšala ", vendar to ne bo lepo mesto v pomembnih obdobjih."
Po fazi rdeče velikanke bo sonce postalo bolj slabo in se bo zmanjšalo na velikost Zemlje in postalo beli škrat. Oddaljeni planeti, ki so se bahali v luči rdečega velikana, bodo znova postali zamrznjeni ledeni svetovi.
Če se bo življenje pojavilo v sistemu rdečih velikanov, bo treba hitro začeti. Življenje na Zemlji naj bi nastalo pred 3,8 milijarde let, približno 800 milijonov let po tem, ko se je rodil naš planet. Verjetno je to zato, ker so planeti v notranjem osončju doživeli 800 milijonov let težkega bombardiranja asteroidov. Tudi če bi se življenje začelo takoj, bi zgodnji dež asteroidov zemljo očistil iz tega življenja.
Brownlee pravi, da bi se lahko začelo novo obdobje bombardiranja za zunanje planete, saj bi rdeče orjaško sonce lahko motilo ogromno število kometov v Kuiperjevem pasu.
"Ko je rdeče orjaško sonce 1000-krat svetlejše, izgubi skoraj polovico svoje mase," pravi Brownlee. "To povzroči, da se orbite gibljejo navzven. Izguba plina in drugi učinki bi lahko destabilizirali Kuiperjev pas in ustvarili novo obdobje zanimivega obstreljevanja. "
Toda Stern pravi, da planeti, ki jih naseljuje rdeče orjaško sonce, ne bodo bombardirani tako pogosto kot zgodnja Zemlja, ker je starodavni asteroidni pas imel veliko več materiala, kot ga ima Kuiperjev pas danes.
Poleg tega zunanji planeti ne bodo imeli enakih ultravijoličnih (UV) ravni, kot jih je morala prenašati Zemlja, saj imajo rdeči velikani zelo malo UV sevanja. UV-intenzivnost zvezde glavne sekvence lahko škoduje občutljivim beljakovinam in RNK pramenom, potrebnim za življenje. Življenje na Zemlji bi lahko nastalo le pod vodo, v globinah, zaščitenih pred to svetlobno jakostjo. Življenje na Zemlji je zato neločljivo povezano s tekočo vodo. Toda kdo ve, kakšno življenje bi lahko nastalo na planetih, ki nimajo potrebe po zaščiti pred UV?
Stern meni, da bi morali iskati dokaze o življenju na svet, podoben Plutonu, ki kroži okoli rdečih velikanov danes. Trenutno poznamo 100 milijonov zvezd sončnega tipa v galaksiji Mlečna pot, ki gorijo kot rdeči velikani, in Stern pravi, da bi lahko vsi ti sistemi imeli planete v območju od 10 do 50 AU. "To bi bil dober test časa, potrebnega za ustvarjanje življenja v toplih, z vodo bogatih svetovih," pravi.
"Ideja o organskih bogatih oddaljenih telesih, ki jih peče rdeča orjaška zvezda, je zanimiva in bi lahko pomenila zelo zanimive, če bi bili življenjski prostori kratkotrajni," dodaja Brownlee. "Vendar sem vesel, da ima naše sonce veliko časa."
Kaj je naslednje
Medtem ko veliko tega, kar vemo o zunanjem osončju, temelji na oddaljenih meritvah zemeljskih teleskopov, so znanstveniki 2. januarja 2004 od blizu opazili predmet Kuiperjevega pasu. Vesoljsko plovilo Stardust je prešlo v 136 kilometrih kometa Wild2, ogromne snežne kepe, ki je večino svojih 4,6 milijard let življenjske dobe krožila v krogu pasa Kuiper. Wild2 zdaj kroži večinoma v orbiti Jupitra. Brownlee, ki je glavni preiskovalec misije Stardust, pravi, da slike Stardusta prikazujejo fantastične podrobnosti o površini telesa, ki ga oblikuje tako njegova starodavna kot novejša zgodovina. Slike zvezdnega prahu prikazujejo curke plina in prahu, ki streljajo iz kometa, saj Wild2 hitro razpada v močni sončni toploti notranjega osončja.
Če želite izvedeti več o zunanjem osončju, bomo morali poslati tja vesoljsko plovilo, da razišče. Leta 2001 je NASA izbrala misijo New Horizons za prav takšen namen.
Stern, ki je glavni preiskovalec misije New Horizons, poroča, da naj bi sestavljanje vesoljskih plovil začelo to poletje. Vesoljsko plovilo naj bi izstrelilo januarja 2006, v Pluton pa bo prišlo poleti 2015.
Misija New Horizons bo znanstvenikom omogočila preučevanje geologije Plutona in Charona, preslikavo njihovih površin in merjenje njihovih temperatur. Natančno bo proučeno tudi ozračje Plutona. Poleg tega bo vesoljsko plovilo obiskalo ledena telesa v Kuiperjevem pasu, da bi opravilo podobne meritve.
Izvirni vir: Revija Astrobiologija
