30.12.2012 14:00

Пояс астероидов помог развитию жизни на Земле

Астероиды - подушка безопасности Земли

В том, что на Земле в свое время зародилась и развилась жизнь, имеется заслуга не только Солнца и нашей планеты. Нам в свое время существенно помог газовый гигант Юпитер, а также пояс астероидов. Именно он, выстроившись на границе "зоны обледенения", защитил нашу планету от космического холода, способного в один момент уничтожить на ней все живое.

Фото:

Нам, живущим на Земле, прежде всего, хочется выделить исключительное сочетание физических и химических свойств нашей планеты — поскольку на ней существует жизнь! Действительно, у нас реализована весьма уникальная ситуация: на Земле представлены все химические элементы, наработанные ранее сверхновыми звездами ранней Вселенной, сформирована земная кора, под которой до сих пор бурлит расплавленная магма, облекающая твердое ядро в центре Земли! Динамо-механизм в недостижимых глубинах Земли создает магнитную оболочку дипольной конфигурации.

Это магнитное поле защищает планету от губительных для жизни галактических и солнечных космических лучей, а также от ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца. Впрочем, защитными плазменными и газовыми оболочками Земли являются, кроме магнитосферы, также ионосфера и тропосфера. Нижняя атмосфера Земли насыщена водяным паром — он работает своеобразной мешалкой, сглаживая температурные контрасты. Огромные океаны хранят тепло и передают его атмосфере. Энергия материнской звезды, нашего Солнца, поддерживает нужный температурный режим для существования и развития сложных форм жизни…

Читайте также: Юпитер нам друг или враг?

Сбалансированное сочетание факторов на Земле, по мнению ученых, возникло в неразрывном единстве с изменяющейся Солнечной системой.

Роль естественного спутника Луны чрезвычайно важна — стабилизация вращения Земли обеспечена Луной, ее орбитальными параметрами и массой. Царственный Юпитер, обладающий мощной гравитацией, также нельзя обойти вниманием, поскольку он улавливает малые тела и может изменять параметры их орбит при прохождении. Этот гигант продемонстрировал астрономам в июле 1994 года уникальный в своем роде эксперимент захвата огромной кометы Шумейкеров-Леви, которая распалась на 21 фрагмент и падала на его поверхность с 16 по 22 июля 1994 года! И семейство спутников "царя богов" включает захваченные тела, наверняка "похищенные" и ставшие спутниками планеты-гиганта. Оказалось, что не только столь очевидные партнеры важны в оценках возникновения жизни на нашей планете.

Согласно исследованию Ребекки Мартин из Университета Колорадо в Боулдере и астронома Марио Ливио из Научного института космических телескопов в Балтиморе, Мэриленд, нельзя также недооценивать значение пояса астероидов. Авторы предполагают, что размер, местоположение и масса этой группы объектов, сформированной из протопланетного диска Солнца под гравитационным влиянием соседа-Юпитера, могли иметь определенное влияние на развитие жизни в условиях нашей планеты.

Обобщая эту концепцию, можно предполагать, что такое же сочетание нужных факторов, авторы называют их правильными, в системах звезд, подобных Солнцу, может способствовать зарождению жизни на экзопланете, подобной нашей Земле!

В применении к астероидам — ученые и человечество сегодня чаще всего оценивают их потенциальную опасность, вероятность которой определяется для всех астероидов и комет, чья траектория пролегает вблизи прохождения Земли по орбите. Но в далекой истории Солнечной системы, когда формировалась наша планета, астероидная материя участвовала в эволюции Земли, поставляя воду и органику!

Продолжив исследование, авторы выявили, что для формирования правильного астероидного пояса необходима гигантская планета типа Юпитера, расположенная именно в нужном месте. Космическое обозрение подобных систем показало, что такие примеры редки. В иных системах шансы на зарождение жизни резко снижаются.

Из анализа следует, что взаимовлияние Юпитера и астероидного пояса в Солнечной системе отнюдь не случайно. Знаковым определением является граница "зоны обледенения", условная черта,закоторойэнергииСолнцанехватаетдлясуществования воды в жидкой фазе, вода кристаллизуется и превращается в лед. Именно на этой границе находится пояс астероидов. За этой границей на поверхностях небесных тел — только лед, а существование жидкой воды возможно только под ледяной корой, как на спутнике Юпитера Европе.

Миллионы лет тому назад формирующийся "царь богов" поглотил из окружающего пространства часть материи астероидного пояса: ледяные, каменные и металлизированные фрагменты значительной массы. Остаточные составляющие астероидного пояса не сформировали планету — возможно, из-за возмущений, вносимых формирующимся Юпитером. Таково могло быть их взаимовлияние.

Более того, с определенностью следует, что орбита Юпитера должна быть близко расположенной по отношению к поясу астероидов, но не входить в его пространство! Если бы это условие было нарушено — бомбардировка астероидными обломками планет земного типа внесла бы чудовищные разрушения в эволюционные преобразования внутренних объектов, что могло бы быть препятствием в развитии зарождающейся жизни на Земле. А если орбита Юпитера отстояла бы слишком далеко, пояс астероидов остался бы более плотным и массивным.

Предположительное содержание материи на ранней стадии существования пояса астероидов могло даже превосходить массу Земли, но Юпитер постепенно поглотил ее львиную часть по мере очень медленного смещения орбиты к Солнцу. Так осуществлялось "прореживание", в результате чего от общей массы астероидного пояса остался только 1% исходного вещества, но пояс астероидов обрел нынешнюю форму, компактность и плотность.

"Представляя себе идеальные условия, мы нуждаемся в такой гигантской планете, как Юпитер, который существует недалеко от пояса астероидов, не заходя в его пределы, — объясняет Марио Ливио. — Если бы гигантский Юпитер мигрировал через пояс, то произошла бы катастрофа. С другой стороны, вариант отсутствия миграции большой планеты тоже не хорош, потому что пояс астероидов был бы слишком массивен. Было бы так много бомбардировки астероидами, что жизнь не могла бы развиваться в таких нестабильных условиях".

Используя нашу Солнечную систему как модель, Ребекка Мартин и Марио Ливио выяснили, что пояса астероидов в аналогичных Солнечной системе образованиях должны быть расположены всегда в "зоне обледенения". Чтобы проверить это предположение, авторы создали модели протопланетных дисков вокруг молодых звезд и вычислили местоположение линии "зоны обледенения" в дисках на основании заданной массы центральной звезды.

Предложение подвергалось поверке на основании данных телескопа Спитцера (Spitzer), это исследование 90 далеких звезд, у которых есть астероидные пояса, судя по спектральным данным. Температура в астероидных поясах такова, что она соответствует границе "зоны обледенения".

Исследователи далее обратились к данным о 520 обнаруженных гигантских экзопланетах. Оказалось, что среди них только 19 вращаются за пределами внешней границы "зоны обледенения". Подавляющее большинство рассмотренных экзопланет сформировалось в отдаленных пределах, а затем мигрировало очень близко к своей звезде. Их астероидные пояса давно разрушились. По расчетам авторов удачный (как в Солнечной системе) астероидный пояс могут иметь не более 4% звездных систем, у которых есть гигантская планета. Авторское исследование завершается выводами об оригинальной структуре нашей планетной системы, ее составных частей, которые обеспечили возможность жизни на планете Земля.

"Наше исследование показывает, что только у крошечной части планетарных систем, наблюдаемых до настоящего времени, возможно, есть гигантские планеты в правильном местоположении, чтобы воссоздать "нужный" пояс астероидов, способствующий потенциальному развитию жизни на соседней скалистой планете, — сказал Мартин, ведущий автор исследования. — Из исследования можно предположить, что наша Солнечная система в некотором смысле является незаурядной".

Все самое интересное читайте в рубрике "Наука и техника"