Jorden, den tredje planeten i solsystemet. Den blå planeten, den enda som hyser liv organiserat på komplexa sätt. Åtminstone så vitt vi vet idag. Vad gör vår planet så unik och lämplig för utveckling av levande former?
Begreppet beboelig zon (även kallad den circumstellar beboeliga zonen) utvecklades av astrobiologer under andra hälften av förra seklet för att studera hur de inbördes positionerna och egenskaperna hos en planet och dess stjärna bestämmer sannolikheten för att hitta utomjordiskt liv på andra planeter och system.
Isaac Asimov
Ämnet om livet på andra platser, tillsammans med drömmen om att en dag få bo i avlägsna och oförorenade världar, har alltid fascinerat hela generationer. Idén om den beboeliga zonen introducerades först för allmänheten på 1960-talet, tack vare den berömda och produktiva science fiction-författaren Isaac Asimov och hans serie böcker om rymdens kolonisering.
Mer specifikt hänvisar termen "beboelig zon" till område i rymden runt en stjärna inom vilken planeter med flytande vatten kan hittas. Vattnets roll i utvecklingen av liv på jorden har varit avgörande för de första biologiska processerna och reaktionerna som gav upphov till livets utveckling, till den grad att det är svårt att föreställa sig konstiga världar där livet inte behöver detta element. .
Förekomsten av vatten och gränserna för den beboeliga zonen beror på stjärnans fysiska egenskaper i planetsystemets centrum, såsom energin den producerar.. Se vårt solsystem som ett exempel: solen, en vanlig medelstor stjärna, utstrålar enorma mängder energi. Jorden, cirka 150 miljoner km från solen (det vill säga 1 astronomisk enhet, eller AU), får denna energi i precis rätt mängd för att ge en bekväm miljö för livets utveckling.
Planeterna närmast solen (Mercurius och Venus) får mycket mer energi i form av solstrålning och är därför för varma och ogästvänliga för organismer i den terrestra biosfären, som är starkt beroende av närvaron av vatten. Däremot ligger en planet som Mars för långt från solen för att hålla sitt ytvatten i flytande tillstånd.
Kan det finnas liv bortom i rymden?
Det är nödvändigt att överväga att utvecklingen av livet (eller Jordliknande liv, eftersom det inte är möjligt att med säkerhet veta förekomsten av olika typer av livet i rymden som inte är baserade på kol*) beror på många andra faktorer, förutom närvaron av vatten. Först och främst närvaron av en atmosfär. Atmosfären utövar tillräckligt tryck på planetytan, i rymden, för att hålla vattnet i sitt mest värdefulla tillstånd, samtidigt som det låter det (åter)cirkulera genom avdunstning och nederbörd.
En planets egenskap att skapa en atmosfär som skyddar dess yta och alla biosfärer från meteoritnedslag, termiska utflykter och skadlig strålning är till stor del knuten till dess massa. Planeter med låg massa genererar, i vissa fall, inte en tillräcklig gravitationsattraktion för att stödja lagren i en atmosfär, sammansatt av lätta element som kväve, som lätt undkommer den attraktionskraft som jorden utövar.
rörelse är också mycket viktigt
Förutom planetens massa, den kemiska sammansättningen av dess atmosfär och mängden solenergi som når den (eller, med andra ord, dess avstånd från solen), formen av dess omloppsbana spelar en lika viktig roll. Statusen för en "beboelig planet" kan inte garanteras om omloppsbanan runt stjärnan är särskilt excentrisk, till den grad att den orsakar dess regelbundna avvikelse från den beboeliga zonen (till exempel i det fall där planeten når aphelium eller perihelium, punkter resp. mer avlägsen och närmare än solens bana).
Den beboeliga zonen i vårt solsystem är mellan 0,5 och 3 AU bred. Som illustreras i figuren: i fallet med stjärnor som är mer massiva och lysande än solen, är den beboeliga zonen belägen på ett större avstånd från själva stjärnan eftersom en större mängd energi investerar planeterna (den exakta mängden skalas med kvadraten på distans). För mindre, svagare stjärnor, som dvärgstjärnor, är den beboeliga zonen närmare stjärnan.
Vad skulle vi vara utan stjärnorna i rymden?
Stjärnor följer också sin egen utveckling, som planeter och livet på jorden, och går igenom faser av nedtoning, tillväxt eller långsam utrotning, särskilt i början och slutet av sin existens. Under dessa faser förändras den beboeliga zonen i enlighet med detta. Vår sol är för närvarande i ett stabilt evolutionärt skede, ungefär halvvägs genom sitt liv.
Från 1950-talet till idag har många planeter som ligger i den beboeliga zonen av avlägsna stjärnor (exoplaneter eller exoplaneter) identifierats och studerats. Dessa planeter är i allmänhet större och mer massiva än jorden, vilket gör dem lättare att upptäcka med våra astronomiska instrument. Med utvecklingen av mer precisa instrument och nya söktekniker har fler och fler planeter i jordstorlek upptäckts. Nyligen genomförda studier rapporterar att det kan finnas mer än 10 miljarder jordnära planeter som kretsar kring solliknande stjärnor. bara i vår galax.
ökenplaneter i rymden
En intressant klass av exoplaneter är ökenplaneter. Dessa typer av planeter, där vatten är ont om, kan hittas i ett större cirkumstellärt område än andra planeter av två skäl: 1) eftersom de inte har is och snö (vita ytor) i stora mängder, reflekterar de mindre ljus och kan bibehålla höga temperaturer även på större avstånd från solen; 2) tack vare den minskade avdunstning av vatten och, därför, till en lägre växthuseffekt, upprätthåller den temperaturer som är lämpliga för liv även på kortare avstånd än det typiska avståndet jord-sol.
Konceptet med den beboeliga zonen har dock ifrågasatts, baserat på hypotesen att flytande vatten kan finnas på andra planeter tack vare exoterma processer som tidvattenuppvärmning eller radioaktivt sönderfall. Dessutom kan vatten hittas i lösning tillsammans med andra grundämnen, under olika temperatur- och tryckförhållanden. Det betyder att det skulle finnas några världar som är lämpliga för utveckling av liv utanför de beboeliga zonerna, där vi inte letar efter dem.