Vanzemaljac i covek autor: Hr Giger

Jedna od najuzbudljivijih novosti u astronomiji poslednjih godina bilo je otkrice orbitirajucih svetova (planeta) oko drugih Sunaca. Jos interesantnije u svemu tome je sto neki od tih ogromnih svetova kruze oko svojih zvezda u takozvanim ?zivotnim zonama? dakle u pojasu orbitalne udaljenosti od maticnog Sunca u kojem tecna voda moze postojati, i gde stoga zivot, bar teoretski moze opstati. Prema konvencionalnom nacinu razmisljanja, neverovatno je da se na takvim ogromnim, gasovitim planetama moze razvijti zivot. Ali... sta je sa njihovim "Mesecima?. Da li oni mogu iznedriti uslove slicne Zemaljskim, u kojima bi se mogla razviti tehnoloska civilizacija?

U nasem solarnom sistemu, pravilo je da sto je gasoviti planetni dzin veci, veca je i totalna masa njegovih satelita. Zato se moze osnovano pretpostaviti da gasovita planeta veca od Jupitera ima Mesece vece od Marsa. ?Tamni patuljci?, koji su jos masivniji, a takodje su pronadjeni u bliskoj orbiti oko nekoliko obliznjih zvezda slicnih Suncu, mogu imati mesece vece i od Zemlje. Tako veliki svetovi mogu biti prilicno povoljni za zivot. Obzirom da su tamni patuljci u stvari ?propale? tj. ?neuspesne? zvezde, njihovi sateliti bi mogli biti velicine planeta.

Stabilnost putanje   Vrlo bitan faktor koji odredjuje satelitovu povoljnost odnosno ?gostoljubivost? za zivot, je stabilnost putanje, koja bi mogla biti narusena ili unistena blizinom same maticne zvezde. Proucavanja viseclanih sistema ukazuju na to da satelit sa periodom revolucije od 45 do 60 dana ostaje sa stabilnom putanjom oko ?svoje? maticne planete (ili svog tamnog patuljka), ako planeta, (patuljak) orbitira na udaljenosti od 1 astronomske jedinice od maticne zvezde. (1 a.j = udaljenost Sunce-Zemlja). Glavni sateliti gasovitih planeta u nasem (suncevom) sistemu imaju orbitalan period (oko svoje planete) od 1,7 do 16 dana, sto zavisi od mase maticne planete. Ovo upucuje na zakljucak da je ugaoni momenat sistema gasovite planete, tacno proporcionalan masi planete. Period od 16 dana je dosta manji od gornjeg limita stabilnosti putanje (60 dana). Sa druge strane, 1,7 dana za period revolucije, jos uvek postavlja satelit van kriticnog (Ronche ? ovog) limita pri kom se satelit veoma blizak planeti raspada pod uticajem sile plime (gravitacije) sopstvene planete. Iz ovih razmatranja nesumnjivo proizilazi da nema vecih prepreka za formiranje ovakvih meseca, pa se moze zakljuciti da su svemirski prostori oko gasovitih dzinova i tamnih patuljaka u rangu prihvatljivih zivotnih zona, jer u njima mogu egzistirati veliki sateliti u stabilnim orbitama.

Postojanje atmosfere   Da bi satelit bio povoljan za zivot, mora imati razumno znacajnu atmosferu. Ocigledno je da takvo telo mora biti vece od Zemljinog satelita Meseca, koji ima 0,012 mase Zemlje. Medjutim, postavlja se pitanje koliko vece? Darren Williams, James Kasting, i Richard Wade (Pennsylvania State University) su razmatrali taj problem do detalja i pronasli brojne prirodne procese koji uticu na ?bekstvo? atmosfere u svemir.

Prvi proces je dobro poznat. Atomi nekih gasova u gornjim slojevima atmosfere postizu brzine vece od ?brzine bekstva? (druga kosmicka brzina), kao rezultat medjusobnih sudara prouzrokovanih njihovim zagrevanjem, tako da se brzo izgube iz atmosfere. Da bi se atmosfera dugo zadrzala, ovo mora biti jako spor proces. Ili temperature u najvisem sloju atmosfere moraju ostati niske, ili svet mora biti dovoljno veliki da bi ?brzina bekstva ?bila velika. Za telo Marsove gustine, i temperature atmosfere kao kod Zemlje, kalkulacije pokazuju da isto mora imati najmanje 0,07 Zemljine mase, da zadrzi atmosferu 4,6 milijardi godina (starost Zemlje), ?Bekstvo? atmosfere ne mora nuzno biti fatalno. Na Zemlji, ugljen dioksid moze biti obnovljen u karbonatnim depozitima. Medjutim, gubitak nekih drugih, u bioloskom smislu neophodnih gasova, (npr azota) moze biti nenadoknadiv. Glavni mehanizam koji dovodi do gubitka azota je takozvana disocijativna rekombinacija. Sustina ove pojave je u tome da se molekul azota, naelektrisan pozitivno (tj. jonizovan) kombinuje sa elektronom i time proizvede par slobodnih atoma azota, koji zahvaljujuci energiji koja se u ovom procesu oslobadja, dobijaju ubrzanje i beze u svemir. Procene bazirane na istrazivanju modela gubitka azota iz atmosfere Marsa, pokazuju da ova pojava (disocijativna rekombinacija) postaje beznacajna u slucaju sveta koji ima minimum mase od 0,12 Zemljine, ako orbitira na udaljenosti od 1 a.j. od Sunca slicnog nasem.

Potencijalno veca opasnost po atmosferu satelita je pojava rasprsivanja. Ova pojava nastaje kada se jonizovane cestice sudare sa molekulima gasa i odbace ih u svemir. Magnetosfere gasovitih dzinova u nasem (suncevom) sistemu, a po svoj prilici i gasovitih dzinova i tamnih patuljaka, sadrze radijacione pojaseve dovoljno mocne da potpuno ?oduvaju? atmosferu planete slicne Zemlji za samo nekoliko stotina miliona godina.

Jedan od nacina da se otupi ovaj tip gubitka atmosfere je posedovanje jakog magnetnog polja koje stvara svojevrsni stit. Merenja koja je izvrsila sonda ?Galileo? na Jupiteru nagovestavaju da veliki sateliti mogu imati magnetno polje dovoljne jacine za to. ?Galileo? je nedvosmisleno detektovao jako magnetno polje, slicno Zemljinom, oko Ganimeda, koji pak ima masu od jedva 0,025 Zemljine. Situacija sa IO-om, sa masom od 0,015 Zemljine je diskutabilna, ali jos uvek obecavajuca. Istrazivaci su ranije verovali da mala nebeska tela, kakva su Jupiterovi Galilejski meseci (Io,Kalisto, Ganimed i Europa) ne mogu imati tako jaka magnetna polja. Ali, ovi meseci orbitiraju duboko unutar mocne magnetosfere Jupitera. Prema kompjuterskom modelu razvijenom od strane Graeme Sarson-a (University of Exeter) i njegovih kolega, jako magnetno okruzenje inicira kretanje koje je potrebno za nastanak snaznog ?dinamo? efekta u jezgru cak neznatno aktivnog meseca, sto opet dovodi do nastanka jakog magnetnog polja i kod samog tog meseca. Kad se ova saznanja sazmu, namece se zakljucak da meseci planente velicine mogu da iznedre dovoljno mocno zastitno magnetno polje da izbegnu rasprsivanje cestica svoje atmosfere.

Postojanje geoloske aktivnosti    Da bi se kod meseca stvarao dinamo-efekat koji proizvodi magnetno polje, isti mora posedovati sopstveni izvor svog unutrasnjeg zagrevanja. To je vrlo bitna osobina, koja izaziva jos jedan neohodan proces a to je karbonatno(ugljeno)-silikatni ciklus, koji kontrolise globalnu temperaturu atmosfere. Bez ovog vaznog ciklusa, koji odrzava karbonatno-silikatni nivo, svet povoljan za zivot bi iskusio vecno ledeno doba, mnogo izrazenije nego sto sada egzistira na Marsu.

Najvazniji izvor unutrasnjeg zagrevanja planeta u nasem suncevom sistemu je raspad radioaktivnih elemenata.Ovo zagrevanje vremenom prestaje, medjutim mala tela se brze hlade nego velika. Kao rezultat toga, velike planete, poput Zemlje duze mogu da zadrze karbonatno silikatni ciklus, nego male planete, npr. Mars. Iako je pitanje kolicina interne toplote koja je za ovo neophodna, jos uvek predmet rasprava, procenjuje se da masa ovog tela podobnog za zivot, mora biti najmanje cetvrtinu Zemljine mase da odrzi ovaj ciklus u periodu od 4,6 milijardi godina, ukoliko je raspad radioaktivnih izotopa jedini izvor unutrasnjeg zagrevanja.

Ali, veliki meseci koji orbitiraju oko gasovitih dzinova ili tamnih patuljaka imaju jedan dodatni izvor unutrasnjeg zagrevanja koji nasoj planeti nedostaje: plimsko zagrevanje. Spektakularni primer ove pojave je Jupiterov mesec - Io. Konstantno pomeranje Io-ve kore tokom njegovog orbitiranja po malo ekscentricnoj (elipticnoj) putanji, pod uticajem gravitacije Jupitera, stvara dovoljno energije da ovo telo bude, vulkanoloski posmatrano, najaktivnije telo u Suncevom sistemu. Europa ima manji stepen plimskog zagrevanja, koji je ipak dovoljan da odrzava okean tecne vode koji najverovatnije egzistira ispod njenog ledenog omotaca. Ganimed ima magnetno polje i tragove davne geoloske aktivnosti sto sve zajedno ukazuje na to da je ovaj, najveci Jupiterov satelit, prosao kroz period pojacanog plinskog zagrevanja, kada se njegova orbita menjala. Stepen plimskog zagrevanja zavisi od vise faktora, na prvom mestu od strukture samog meseca, velicine i ekscentriciteta njegove orbite, i orbite njegovih suseda. Veliki meseci oko gasnih dzinova (i tamnih patuljaka) su verovatno iskusili odredjen obim plimskog zagrevanja, koja bi mogla odrzati povoljne uslove, mnogo duze nego sto bi to mogla cak i mnogo veca planeta slicna Zemlji koja je pak izolovana.

Duzina dana    Jos jedan potencijalni problem za ?gostoljubivost? meseca je duzina njegovog dana. Kompjuterski model pokazuje, da bilo koji, veliki mesec koji orbitira oko gasovitog dzina ili tamnog patuljka, biva zarobljen u sinhronu rotaciju (sa jednom stranom stalno okrenutom prema planeti), u roku od nekoliko miliona godina. To se naravno dogodilo i nasem rodjenom Mesecu, ali i svim drugim vecim mesecima u Suncevom sistemu. Obzirom da veci meseci obicno imaju orbitalni period od 1,7 do 16 dana, svaki potencijalno gostoljubiv mesec bi imao dan nekoliko puta veci nego sto je zemaljski. Jednostavni proracun g. Stephen Dole iz Rand Corporation tokom sezdesetih godina, pokazala su da povrsina tela sa atmosferom slicnom Zemljinoj, postaju negostoljubiva ako period rotacije prelazi 4 dana, i to iz razloga velikog kolebanja temperature. U stvarnosti, situacija sa sporom rotacijom meseca verovatno ne mora biti tako mracna. Gospoda Monoj Joshi i Robert Haberle (NASA/Ames istrazivacki Center) i njihove kolege su istrazivali efekat sinhrone rotacije na ?gostoljubivost? planete koja orbitira u blizini zvezde crvenog patuljka. Takva planeta bi bila zarobljena u situaciju, da jedna polulopta ove planete bude okrenuta svojem suncu, dok bi druga bila konstantno u noci. Njihov kompjuterski model pokazuje, da atmosfera sa ugljen dioksidom, pritiska od 1 do 1,5 bar-a (1 bar je mera atmosf. pritiska na Zemlji), ne samo da odrzava gostoljubive uslove na sinhrono rotirajucoj planeti, vec obezbedjuje i postojanje tekuce vode cak i na konstantno tamnoj polulopti planete. Ugljen-dioksidna atmosfera (koja sadrzi ovaj gas koji proizvodi efekat staklene baste) bolje cuva toplotu nego Zemljina (azotno-kiseonicka) atmosfera, i omogucuje da ova toplota bude efikasno rasporedjena i na tamnoj strani, putem sirokog spektra cirkulacionih modela.

Situacija sa sporo-rotirajucim mesecima je verovatno manje ekstremna nego sa sinhrono-rotirajucim planetama. Dok simulacije sa takvim mesecima budu uradjene, i skromna kolicina ugljen dioksida u atmosferi (koji bi trebalo da postoji kao prirodna posledica karbonsko-silikatnog ciklusa) bi verovatno omogucila da uslovi na njemu budu blagi bez obzira na duzinu dana od recimo dve nedelje. Oblaci i velike povrsine vode, (koje jos nisu ukljucene u kompjuterski model), bi jos vise ublazili temperaturne ekstreme.

Problem ekscentriciteta putanje   Veci broj skoro otkrivenih gasovitih dzinova, i tamnih patuljaka, imaju prosecnu orbitalnu udaljenost unutar ?gostoljubive? zone oko njihovih sunaca. Pratioci zvezda 47 Ursae Majoris i HD 29587 u Perseju, koji su blizu spoljasnje granice ?gostoljubivosti? njihovog sistema, verovatno imaju mesece koji raspolazu odredjenom kolicinom vode. Nazalost mnogi drugi gasoviti dzinovi i tamni patuljci imaju ekscentricne orbite, koje bi iskomplikovali "gostoljubivost? zbog velike kolebljivosti u kolicini svetlosti maticne zvezde koja stize do takvih svetova, do koje dolazi usled razlicite udaljenosti tih svetova tokom orbitiranja oko maticne zvezde. Prosecna insolacija (osuncanost) ekstrasolarne planete koja orbitira oko zvezde 16 Cygni (Labuda) B, na primer je otprilike polovina Zemaljske osuncanosti, ali ta osuncanost varira izmedju 20 % Zemaljske i 260 % Zemaljske insolacije, zbog ekscentricne orbite te planete. Kao i u slucaju planeta sa dugim danom, postojanje guste ugljen-dioksidne atmosfere moze da ublazi ove ekstreme.

Dokle god pratilac zvezde 16 Cygni B orbitira po rubu ?gostoljubivog? pojasa, bilo koji veci mesec koji ova planeta poseduje, moze imati gustu atmosferu, kao rezultat ugljeno-silikatnog ciklusa. Ostali kandidati za ?gostoljubivost?, u ovoj kategoriji, su tamni patuljci koji orbitiraju oko zvezda: HD 110833, zatim BD 04 782, kao i HD 18445, i konacno HD 217580.

Buducnost ovih istrazivanja    Otkrice meseca podobnih za zivot, ce verovatno biti mnogo teze realizovati nego otkrice potencijalno za zivot gostoljubivih ?zemljolikih? planeta van suncevog sistema. Ni jedan od teleskopskih sistema koji su predlozeni za otkrivanje planeta velicine Zemlje oko obliznjih zvezda, za sada nemaju takvu moc rezolucije da razdvoje lik meseca od njegove maticne planete. Fotometrijska istrazivanja pojava prelaza planeta preko zvezdanog diska, kako je planirano u tzv. Kepler misiji, ce mozda biti bolje srece. Ali, stalno promenjljiva pozicija takvih meseca, zahtevace pazljivo posmatranje vise takvih prelaza, da bi nesumnjivo izdvojila ?potpis? meseca u svemu tome. Obzirom na ove cinjenice, na nedvosmislena i nesumnjiva otkrica ekstrasolarnih satelita, bilo ?gostoljubivih? ili ne, po svemu sudeci moracemo da sacekamo jos nekoliko dekada.

Ali, bez obzira na sve, verovatno je da ima nekoliko miliona, ako ne i milijardi ?gostoljubivih? satelita u nasoj galaksiji. Imajuci u vidu iskustvo iz naseg Suncevog sustema, da se veliki meseci okupljaju u grupu oko gasnih planeta ? dzinova, i ?gostoljubivi? meseci bi se takodje mogli okupljati u grupe od dva ili vise, po jednoj planeti. Tu coveku ne treba masta Denikenovskog tipa (poznati ?UFO??log iz sedamdesetih godina ovog veka) da bi zamislio kakvo se tu potencijalno bogatstvo krije u pogledu mogucnosti nastanka zivota, i sanse za nastanak vanzemaljske inteligencije.

10.11.1999 godine.

Svim citaocima zelim... vedro nebo...

Za AM priredio 

Miladinovic Dragan