Планета која је кандидат за насељавање без сумње ће доживети катастрофе и догађаје изумирања на њој. Ако живот треба да опстане и успева у свету, мора да има праве унутрашње и околне услове да би могао да буде такав. (НАСА ГОДДАРД ПРОСТОРНИ ЛЕТНИ ЦЕНТАР)

Како је изгледало када су се формирале прве животне планете?

Прве планете су биле само гас. Друга је укључивала камене, али живот није био могућ. Ево како смо коначно стигли тамо.

Овде у Универзуму данас су потенцијално насељене планете практично свуда. Земља би могла бити предложак за који сматрамо да је усељив, али можемо замислити широк распон околности које су врло различите од наших, а које би такође могле дугорочно подржавати живот.

Временом стижемо до формирања Земље, међутим, прошло је више од 9 милијарди година од настанка Великог праска. Дивно је неразумно претпоставити да је Свемиру све то било потребно да би створио потребне услове за становање. Када погледамо рецепт за становање, они могу настати знатно раније. Састојци за живот су део слагалице, али нису читава прича. Морамо ићи дубље да бисмо формирали животну планету.

Неки атоми и молекули пронађени су у свемиру у магелланском облаку, како је то показао Спитков свемирски телескоп. Стварање тешких елемената, органских молекула, воде и стеновитих планета сви су били неопходни да бисмо имали чак и шансу да се појавимо. (НАСА / ЈПЛ-ЦАЛТЕЦХ / Т. ПИЛЕ (ССЦ / ЦАЛТЕЦХ))

Прво што вам треба је прави тип звезде. Могло би постојати свакојаке сценарије где планета може преживети око активне, насилне звезде и остати усељива упркос непријатељству. Звијезде црвених патуљака, попут Прокиме Центаури, могу емитирати бакље и рискирати да одузму потенцијално усељиву атмосферу планете, али нема разлога да су магнетно поље, густа атмосфера и живот довољно паметни да потраже уточиште током тако интензивног догађаја можда се сви могу комбиновати да би такав свет учинили сталним за становање.

Али ако је ваша звезда сувише краткотрајна, смештај је немогућа. Прва генерација звезда, позната као звезде Становништва ИИИ, не успева на овај рачун. Треба нам да звезде барем садрже неке метале (тешки елементи изван хелијума) или они неће живети довољно дуго да би планета постала гостољубива у животу, што нас већ поставља око 250 милиона година након Великог праска.

Прве звезде и галаксије у Универзуму биће окружене неутралним атомима (углавном) гасова водоника, који апсорбује звездасту светлост. Велике масе и високе температуре ових раних звезда помажу ионизирању Универзума, али без тешких елемената живот и потенцијално насељене планете потпуно су немогући. (НИКОЛНИ РАГЕР ФУЛЛЕР / НАЦИОНАЛНИ ФОНД ФОНДАЦИЈЕ)

Под претпоставком да можемо да формирамо звезде довољно мале масе које могу да изгарају милијарде година, следећи састојак који нам је потребан је прави тип планете. Колико ми разумемо живот, то значи да свету треба:

  • енергетски градијент, где има неуједначен унос енергије,
  • способност одржавања атмосфере довољне количине,
  • течна вода у неком облику на површини,
  • и праве сирове састојке, тако да живот, с обзиром на сплет околности, може да опстане и успева.

Каменита планета довољно великих димензија, која се формира с правом атмосферском густином и орбитира својим светом на правој удаљености, има шансу. С обзиром на све планете које би се могле формирати око нове звезде и астрономски број звезда формираних у свакој галаксији, ова прва три услова је лако испунити.

30 протопланетарних дискова, или пропледа, како их је Хуббле снимио у магли Орион. Формирање звезде са каменитим планетима око њих је релативно лако, али формирање звезде са условима сличним Земљи на суптилне, али важне начине, далеко је изазовнији. (НАСА / ЕСА И Л. РИЦЦИ (ЕСО))

Орбита око звезде обезбедиће градијент енергије, као што би могао да орбитира око планете, има велики месец или је једноставно геолошки активан. Било да се ради о соларном улагању или хидротермалној / геотермалној активности, неједнолики унос енергије је једноставан. Уз довољно елемената угљеника, водоника, азота, кисеоника и неколико других, снажна атмосфера ће омогућити течну воду на површини. Планете са овим условима треба да настану у време када је Универзум стар само 300 милиона година.

Илустрација протопланетарног диска, где се планете и планетеимисали формирају први, стварајући „празнине“ на диску када се појаве. Спољни диск пружа материјал који се навија у стварању плашта, коре, атмосфере и океана планета попут наше. Потребне су много генерација звезда да би дошли до планетарног система који може имати планету сличну Земљи са правим нивоима обиља тешких елемената да подржи живот какав знамо. (НАОЈ)

Али кључна баријера која се овдје мора превладати је да у периодичној табели буде довољно тих тежих елемената који су неопходни за живот какав знамо. А то захтева више времена него што је потребно да би се направили камене планете са правим физичким условима.

Разлог зашто су вам ови елементи потребни за омогућавање правих биохемијских реакција које су нам потребне да бисмо имали животне процесе. На локацијама на периферији великих галаксија можда ће бити потребно много милијарди година да довољно генерација звезда живи и умре да се домогне тог потребног обиља.

Однос између места где се звезде налазе у Млечном путу и ​​њихове металности, или присуства тешких елемената. Звезде у року од око 3000 светлосних година од централног диска Млечног пута, на удаљености од неколико десетина хиљада светлосних година, имају изузетно тешке елементе сличне Сунчевом систему. Али раније у историји Универзума, морате се приближити галактичком центру спиралне галаксије или на правим локацијама долива високо-еволуираног елиптичног система да бисте пронашли такве нивое тешких елемената. (ЗЕЉКО ИВЕЗИЦ / УНИВЕРЗИТЕТ ВАСХИНГТОН / СДСС-ИИ САРАДЊА)

Али у срцима галаксија, где се формирање звезда догађа често, непрекидно, и од рециклираних остатака претходних генерација спајања супернова, планетарних маглина и неутронских звезда, то богатство може брзо да порасте. Чак и у нашој сопственој галаксији, глобуларни кластер Мессиер 69 добија све до 22% садржаја тешких елемената нашег Сунца у тренутку када је Универзум стар само 700 милиона година.

Глобуларни грозд Мессиер 69 изразито је необичан по томе што је обоје невероватно стар, са само 5% садашњег доба Универзума, али има и врло висок метални садржај, са 22% металикности нашег Сунца. (АРХИВ ХУББЛЕ ЛЕГАЦИ (НАСА / ЕСА / СТСЦИ), ВИА ХСТ / ВИКИМЕДИА ЦОММОНС УС ФАБИАН РРРР)

Галактички центар је, међутим, релативно тешко место за које се планета сматра прихватљивом ван разумне сумње. Где год имате звезде које се непрестано формирају, имате спектакуларни убојство космичког ватромета. Експлозије гама зрака, супернове, формирање црних рупа, квазари и молекуларни облаци који се урушавају стварају окружење које је у најбољем случају несигурно за живот и настанак у њему.

Да бисмо имали окружење у којем можемо са сигурношћу тврдити да се живот рађа и одржава сам, потребан нам је да се овај процес нагло оконча. Потребно нам је нешто што би зауставило формирање звезда, што заузврат ставља кибош на активност која у свету највише прети становању. Зато најраније, најнапредније насељене планете можда нису у галаксији попут наше, већ у галаксији црвених и мртвих која је престала да формира звезде пре милијарде година.

Кластери галаксија, попут Абел 1689, највеће су везане структуре у Универзуму. Када се спирале споје, на пример, формира се велики број нових звезда, али пост-спајањем или пребрзавањем интра-кластер медија, гас се може одузети, што доводи до краја формирања звезда. (НАСА, ЕСА, Е. ЈУЛЛО (ЛАБОРАТОРИЈА ЈЕТ ПРОПУЛЗИЈЕ), П. НАТАРАЈАН (ЈАЛЕ УНИВЕРЗИТЕТ) и Ј.-ПН КНЕИБ (ЛАБОРАТОИРЕ Д'АСТРОПХИСИКУЕ ДЕ МАРСЕИЛЛЕ, ЦНРС, ФРАНЦУСКА)

Када данас посматрамо галаксије, око 99,9% њих још увек у себи има популације гаса и прашине, што ће довести до нових генерација звезда и сталних, непрекидних формирања звезда. Али око 1 у-1000 галаксија престало је да формира нове звезде пре неких 10 милијарди година или више. Када им је понестало спољног горива, што би се могло догодити након катастрофалног великог галактичког спајања, формирање звезда нагло се завршава. Без формирања нових звезда, оне масовније, плаве боје једноставно окончају свој живот кад им понеста горива, остављајући хладније, црвене звезде као једине преживеле. Ове галаксије су данас познате као „црвене и мртве“ галаксије као резултат тога, јер су све њихове звезде стабилне, старе и не ометају насиље које доноси нова формација звезда.

Једна од њих, галаксија НГЦ 1277, може се наћи чак и у нашем релативном космичком дворишту.

Галаксија 'црвено-мртвих' НГЦ 1277 се налази унутар групе Персеус. Док остале галаксије садрже мешавину црвено-плавих звезда, ова галаксија није формирала нове звезде у приближно 10 милијарди година (НАСА, ЕСА, М. БЕАСЛЕИ (ИНСТИТУТО ДЕ АСТРОФИСИЦА ДЕ ЦАНАРИАС) и П. КЕХУСМАА)

Рецепт за усељиве планете, у најраније време, могао би бити

  • брзо формирајте звезде,
  • непрестано,
  • у веома густом региону велике галаксије,
  • праћено великим спајањем,
  • што резултира масивним звездарским праском,
  • праћен изненадним престанком формирања звезда које истрају на неодређену будућност.

Ово би нас могло одвести до звезда и планета са обилним елементима који наликују Сунцу за нешто више од милијарду година, где се формирање звезда временом завршава. Универзум је само сенка млађа од две милијарде година.

Арп 116, којим доминира џиновски елиптични Мессиер 60. Без велике популације гаса за формирање нових звезда, звезде које већ постоје у галаксији на крају ће изгорети, остављајући не много тога што може осветлити небо иза себе. Елиптичне галаксије богате металима којима је најбрже понестало горива можда би била најбоља места за потрагу за првим усељеним планетама које ће се појавити у Универзуму. (НАСА / ЕСА ХУББЛЕ СПАЦЕ ТЕЛЕСЦОПЕ)

То је изузетно брза, оптимистична процена, али данас у Универзуму постоји око два трилијуна галаксија, па сигурно постоје галаксије које су космичка необичност и статистички слични. Остаје једино питање изобиља, вероватноће и временског распореда. Живот у Свемиру може настати пре него што се досегне праг од милијарду година, али одржив, непрестано усељив свет је много веће достигнуће од живота који само настаје.

Временом је Универзум нијанса мања од две милијарде година - само 13-14% своје тренутне старости - у њему бисмо требали имати галаксије са звездама сличним Сунцу, планетима сличним Земљи и ништа што спречава живот да настане или одржи. Састојци за живот би требали бити тамо. Услови за живот - као што знамо - тамо би требало да буду. Једини преостали корак је онај који сама наука још не зна како предузети: од правих услова и састојака за живот до стварних, живих организама.

Даље читање о томе како је био Универзум када:

  • Како је било када се Универзум надувао?
  • Како је било када је први прасак почео?
  • Како је било када је Универзум био у најтоплијем тренутку?
  • Како је било када је Универзум створио више материје него антиматерије?
  • Како је било када је Хиггс дао мису Универзуму?
  • Како је било када смо први пут правили протоне и неутроне?
  • Како је било када смо изгубили последњу антиматерију?
  • Како је било када је Универзум направио своје прве елементе?
  • Како је било када је Универзум створио атоме?
  • Како је било када у Универзуму није било звезда?
  • Како је било када су прве звезде осветлиле Универзум?
  • Како је било када су прве звезде умрле?
  • Како је било када је Универзум направио своју другу генерацију звезда?
  • Како је било када је Универзум направио прве галаксије?
  • Како је било када је звездана светлост први пут пробила неутралне атоме Универзума?
  • Како је било када су се формирале прве супермасивне црне рупе?
  • Како је било када је живот у Универзуму први пут постао могућ?
  • Како је било када су галаксије формирале највећи број звезда?

Стартс Витх А Банг је сада на Форбесу, а објављен је на Медиум захваљујући нашим присталицама Патреон-а. Етхан је аутор две књиге, Беионд Тхе Галаки и Трекнологи: Тхе Сциенце оф Стар Трек од Трицордерс до Варп Дриве-а.