Благоприятные для жизни звездные системы. (из цикла «МОЛЧАНИЕ КОСМОСА», ч.10)

На модерации Отложенный

Судя по всему (см. http://maxpark.com/community/603/content/2979124), основными зонами развития жизни и существования внеземных цивилизаций (ВЦ) являются космические тела звездных систем, а это в основном планеты и их спутники.

Вероятность существования жизни на планетах определяется многими параметрами звездных систем, такими как:

- среднее расстояние от звезды, вокруг которой планета движется по орбите;

- эксцентриситет орбиты планеты (разница между перицентром и апоцентром планеты по отношению к среднему диаметру её орбиты);

- наклон оси вращения планеты к плоскости орбиты;

- взаимодействие с окружающими космическими телами;

- характеристики звезды (или звезд в случае кратной звездной системы).

Эти параметры должны изменяться в таких пределах, чтобы обеспечить относительную стабильность характеристик планеты, что дает возможность для зарождения и развития жизни.

При среднем расстоянии планеты от звезды в пределах зоны обитаемости (см. http://maxpark.com/community/603/content/2979124) на планете создаются условия для существования жидкой воды - основного биогенного растворителя.

При высоком эксцентриситете планеты происходят большие колебания

температуры на поверхности планеты, и даже при сравнительно благоприятном расположении планеты температурные колебания будут периодически пересекать точки замерзания и кипения воды, что совсем не способствует процветанию жизни.

С другой стороны, в системах желтых карликов (к которым принадлежит и наше Солнце) моделирование поведения соседних планет, имеющих высокие эксцентриситеты разной направленности и разный наклон плоскостей вращения, показывает, что хаотические вариации параметров орбит могут только улучшить показатели обитаемости. Это объясняется тем, что в «системах хаоса» известная положительная обратная связь «лёд - альбедо» (при похолодании образуется лед, что увеличивает альбедо планеты и способствует дальнейшему похолоданию) будет работать плохо, т.к. лед просто не успевает образоваться.

 

Считается, что взаимодействие с соседними телами во многом определило возможность существования жизни на Земле.

Спутник планеты – Луна выполняет функцию стабилизатора наклона оси и скорости вращения Земли, способствуя устойчивости климата.

Пояс астероидов в процессе формирования Земли обеспечил ее минеральными ресурсами и водой и вызвал «дозированные» катастрофы на планете, способствующие эволюции жизни.

Особое влияние оказал Юпитер (в меньшей степени и другие газовые гиганты):

- на ранних этапах формирования солнечной системы при своей миграции к Солнцу и от него повышал эксцентриситет орбит многих объектов в поясе астероидов и направлял их к земной орбите, способствуя поставке важных для жизни на Земле материалов;

- своей гравитацией не позволил собраться астероидам в планету и в настоящее время поддерживает внутреннюю часть солнечной системы относительно свободной от комет и астероидов;

- стабилизирует орбиту Земли, умеряя нестабильность эксцентриситета планеты и делая ее климат более гладким.

Вообще, наличие пары «твердая планета» в зоне обитаемости звезды и «газового гиганта» с слегка отличной от круговой орбитой является хорошей предпосылкой для долговременного проживания, т.к. гигант за счет приливного взаимодействия способен обеспечить сильный подогрев недр твердой планеты и создать долговременную (миллиарды лет) устойчивую тектонику плит планеты, необходимую для реализации жизненных циклов.

Кроме того, вероятность такого соседства весьма велика, поскольку оба типа планет успешно формируются в богатых тяжелыми элементами звездных системах, и, хотя газовые гиганты состоят в основном из лёгких элементов, для эффективного накопления водорода и гелия им сначала надо получить массивное твёрдое ядро для удержания волатильных легких элементов.

Такой привлекательный для жизни мир может быть хорошим прибежищем для ВЦ, в том числе и как объект для колонизации.

 

Все же главные параметры обитаемости планет определяет сама главная звезда системы.

Всё многообразие звёзд – всего лишь отражение основных количественных характеристик звёзд, таких как масса и химический состав и современного этапа эволюции звезды. Эти параметры определяют все внутренние процессы звезды и все ее остальные физические характеристики – светимость (абсолютная звездная величина), спектральный класс (температура поверхности), металличность (наличие тяжелых элементов), стабильность (диапазон изменения светимости за короткие сроки), скорость собственного вращения, размер и внутренняя структура.

Некоторые характеристики звезд существенно зависят от взаимодействия с другими массивными телами, особенно с другими звездами в кратных звездных системах.

По существующей классификации звезды делятся на группы в зависимости от их спектрального класса и светимости. Большинство звезд расположено на т.н. главной последовательности диаграммы Герцшпрунга—Рессела и находится в устойчивой фазе своей эволюции, на которой в ходе термоядерной реакции водород превращается в гелий со сравнительно постоянной скоростью.

Все типы звезд имеют свои особенности, определяющие возможность развития жизни и существования ВЦ около них (об этом дальше).

 

«Правильная» звезда, в окрестностях которой возможно обнаружение жизни, должна быть:

- достаточно старой, поскольку эволюция материи требует огромных даже по космическим меркам интервалов времени (см. http://maxpark.com/community/603/content/2893432), но не слишком, иначе будет явный дефицит тяжелых элементов;

- относительно стабильной;

- имеющей не склонных к каким-либо эксцессам соседей – кандидатов в сверхновые и черные дыры (см. http://maxpark.com/community/603/content/2985920).