Світи, подібні до Венери, виявилися напрочуд поширеними в "населених" зонах

Венера відома своєю неймовірно густою атмосферою, нищівним тиском та температурами поверхні, які досить гарячі, щоб розтопити свинець. Іншими словами, цей світ має одні з найменш комфортних умов в усій сонячній системі. Однак не все так просто з Венерою, адже вона перебуває в придатній для життя зоні, а відтак потенційно може бути підходящим кандидатом для заселення.

Не пропустіть Науковці зрозуміли, чому Венера та Земля так відрізняються

Аби зробити Венеру придатною для життя знадобиться чимало часу та технологій, яких людство ще немає. Однак саме перебування такої планети, як Венера у придатній для життя зоні автоматично не означає, що такий світ справді може виявитися підходящим для формування життя.

Це тому, що чинне визначення придатної для життя зони розглядає лише кількість сонячного світла, що досягає планети. Якщо його занадто багато або занадто мало, то на поверхні не може бути рідкої води, і, таким чином, планета не є хорошим кандидатом для життя.

Фотографія Венери, зроблена зондом NASA Parker Solar Probe / Фото NASA

За цим простим критерієм Венера ніби придатна для життя; тобто вона потенційно може підтримувати воду. Але це не так.

Як виявилося, планет схожих на Венеру у придатних для життя зонах дуже багато і можливо науковій спільноті доведеться дещо змінити підхід до визначення "населеної зони".

Що сталося з Венерою

Астрономи не зовсім упевнені, що трапилося з Венерою. Без детальних вимірювань поверхні нам залишається лише здогадуватися, як ця планета стала такою некомфортною.

Оскільки Венера приблизно такого ж розміру, як Земля, і утворилася приблизно в тому ж районі, багато планетологів вважають, що Венера була дуже схожою на Землю, з майже такою ж самою кількістю важливих інгредієнтів: вуглецю, кисню, кремнію і води. Цілком імовірно, що Венера була вкрита басейнами і навіть океанами рідкої води. Але потім щось пішло не так...

Можливо, тривалий період активного вулканізму запустили процеси на Венері, які призвели до того що з цією планетою відбувається сьогодні. Можливо, це була просто нормальна еволюція сонця, коли його освітлення, яке збільшувалося, випаровувало всю воду з поверхні. Або, можливо, це був процес, який ми ще не розуміємо.

Поверхня Венери в уявленні художника / Фото Shutterstock

Яким би не був точний механізм, Венера постраждала від масштабного парникового ефекту. В міру підвищення атмосферного тиску зростала й температура, через що у повітря викидалося все більше газів, підживлюючи один одного в катастрофічному циклі.

Як тільки в атмосферу потрапила достатня кількість газів, Венера не змогла охолонути, поглинаючи майже все випромінювання, отримане від Сонця. В результаті океани висохли, і вся вода потрапила в атмосферу, звідки вона врешті-решт просочилася у космос, щоб ніколи не повернутися. Якщо в цих первісних океанах і було хоч якесь життя, воно не мало достатньо часу для еволюції.

Цікаво Звідки взявся матеріал, з якого виникли Марс та Земля

Пошук придатних для життя світів

У пошуках придатних для життя світів, першим кроком є визначити планети, що розташовані у відповідних зонах своїх зірок, бо саме там Земля розташована на своїй орбіті навколо Сонця, а Земля – єдине відоме місце у Всесвіті, де є життя, про що ми можемо стверджувати напевно.

Але планети складні, тому дати просте визначення населеної зони дуже складно. На поверхні Венери, наприклад, має бути вода; вона отримує рівно стільки сонячного світла, скільки потрібно. Але з надщільною атмосферою планети температура занадто висока, щоб підтримувати будь-які рідини.

Тепер група дослідників спробувала знайти розділову лінію між планетами, подібними до Землі, і планетами, подібними до Венери. У статті, нещодавно опублікованій у базі даних препринтів arXiv, вони використали відносно просту модель планетарних атмосфер та виду випромінювання, яке ці планети отримуватимуть від різних зірок.

У всесвіті існує чимало планет схожих на Венеру / Фото Guillermo Ferla

Для кожної установки з різними типами зірок та різними орбітами навколо цих зірок дослідники розпочали із земної суміші атмосферних газів (в основному азоту з невеликою кількістю вуглекислого газу) та поступово збільшували кількість вуглекислого газу, щоб імітувати початок масштабного парникового ефекту. Потім вони дозволили моделі розвиватися, щоб подивитися, що станеться зі складом атмосфери з часом.

Завдяки цій моделі вченим вдалося встановити, де та за яких умов розташовані "венероподібні" планети, а де планети схожі на Землю, на яких могли зберегтися умови для зародження та підтримки життя.

Все набагато складніше

Дослідники виявили, що світи, подібні до Венери, напрочуд поширені і що великі ділянки населеної зони потенційно закриті для життя.

Наприклад, навколо сонцеподібної зірки традиційна населена зона займає від 95% орбітального радіусу Землі до 167%. Але ці моделі показали, що зовнішній край "зони Венери" досягає 135% орбіти Землі, а це означає, що наша планета одного разу може теж постраждати від такого ж масштабного парникового ефекту.

Читайте на сайті Життя на Венері: як його знайти

Зірки F-типу, маса яких у 1,0–1,4 раза більша за масу Сонця, показали себе найкраще: вціліло приблизно 40% їх населених зон. Маленьким червоним карликам довелося найгірше, тому що вони генерують більшу частину свого випромінювання в інфрачервоному діапазоні, який легко блокується атмосферними газами. Для цих зірок зона Венери поглинула все, крім зовнішніх країв населеної зони.

Однак втрачати надії не слід. Ці моделі прості, а планети складні. Не кожна планета, яка може постраждати від масштабного парникового ефекту обов'язково постраждає від нього. Атмосферні суміші, захист від планетарних магнітних полів, додаткова кількість води чи тектоніка плит можуть змінити траєкторії планет. Не кожна венероподібна планета приречена стати пекельним світом, а ми повинні уважніше шукати світи на яких може існувати життя.