אשראי תמונה: נאס"א
אנחנו אבודים. יום אחד כדור הארץ יהיה חרס שרוף המקיף כוכב אדום נפוח.
זהו גורלו האולטימטיבי של כל כוכב לכת החי קרוב לכוכב ברצף הראשי כמו השמש שלנו. כוכבי רצף עיקרי פועלים על מימן, וכאשר הדלק הזה אוזל הם עוברים להליום והופכים לענק אדום. בעוד שמעבר השמש לענק אדום הוא חדשות עצובות עבור כדור הארץ, כוכבי הלכת הקפואים באזורים הרחוקים ביותר של מערכת השמש שלנו יתחממו לראשונה בחום השמש.
השמש התחילה לאט אך בהתמדה להיות בהירה וחמה יותר במהלך חייה. כאשר השמש הופכת לענק אדום בעוד כארבעה מיליארד שנים, השמש הצהובה המוכרת שלנו תהפוך לאדום עז, מכיוון שהיא בעיקר פולטת את האנרגיה בתדר התחתון של אור אדום ואדום גלוי לעין. היא תתעצם אלפי פעמים בהירה יותר ועם זאת טמפרטורת שטח קרירה יותר, והאווירה שלה תתפשט, ותאט לאט לעטוף את מרקורי, ונוס ואולי אפילו את כדור הארץ.
בעוד שחזית האטמוספירה של השמש תגיע למסלול כדור הארץ של חודש אפריל 1, ענקים אדומים נוטים לאבד המון רב, וגל הגזים המגורשים הזה עלול לדחוף את כדור הארץ מחוץ לטווח הרחוק. אך בין אם כדור הארץ נצרך ובין שהוא סתם מושר, כל החיים על כדור הארץ היו עוברים לתהום הנשייה.
אולם התנאים המאפשרים חיים יכולים להופיע במקומות אחרים במערכת השמש, כך עולה ממאמר שפורסם בכתב העת Astrobiology על ידי ס. אלן שטרן, מנהל המחלקה לחקר החלל במכון דרום-מערב בבולדר, קולורדו. הוא אומר שכוכבי לכת הממוקמים 10 עד 50 AU יהיו באזור האזור של השמש הענקית האדומה. האזור המיושב במערכת סולארית הוא האזור בו מים יכולים להישאר במצב נוזלי.
האזור המגורים יעבור בהדרגה באזור 10 עד 50 AU כאשר השמש הולכת ומתבהרת, ומתפתחת דרך שלב הענק האדום שלה. סטורן, אורנוס, נפטון ופלוטו שוכנים כולם בתוך 10 עד 50 AU, וכך גם ירחיהם הקפואים וחפצי חגורת קויפר. אבל לא לכל העולמות האלה יש סיכוי שווה בחיים.
סיכויי ההיערכות בכוכבי הלכת הגזים שבתאי, נפטון ואורנוס עשויים שלא להיות מושפעים כל כך מהמעבר הענק האדום. אסטרונומים גילו כוכבי לכת גזים המסתובבים קרוב מאוד לכוכב האם שלהם במערכות סולריות אחרות, ונדמה כי "צדקנים חמים" אלה אוחזים באטמוספרות הגזים שלהם למרות קרבתם לקרינה העזה. חיים כידוע לא צפויים להופיע בכוכבי לכת גזים.
שטרן חושב כי לירח של נפטון, טריטון, פלוטו וירחו הירון, ולחפצי חגורת קויפר יהיו הסיכויים הטובים ביותר לחיים. גופים אלה עשירים בכימיקלים אורגניים, וחום השמש האדומה האדומה ימיס את משטחיהם הקפואים לאוקיאנוסים.
"כאשר השמש היא ענקית אדומה, עולמות הקרח של מערכת השמש שלנו יתמוססו ויהפכו לנאות מדבר אוקיינוסים במשך עשרות עד כמה מאות מיליוני שנים," אומר שטרן. "מערכת השמש שלנו לא תארח לעולם עולם אחד עם אוקיינוסים לפני השטח, כפי שהוא עושה כעת, אלא מאות, עבור כל הירחים הקפואים של כוכבי הלכת הענקיים, וכוכבי הלכת הגמדים הקפואים של חגורת קויפר ישאו גם אז אוקיינוסים. מכיוון שהטמפרטורה בפלוטו לא תהיה שונה מאוד אז מהטמפרטורה של מיאמי ביץ 'עכשיו, אני רוצה לקרוא את העולמות האלה' פלוטוס חמים ', באופן אנלוגי לשפע של צדקנים חמים שנמצאו סביבם כוכבים כוכבי שמש בשנים האחרונות. "
עם זאת, השפעת השמש אינה הסיפור כולו - המאפיינים של גוף פלנטרי עוברים דרך ארוכה לקראת קביעת הרגלי החיים. מאפיינים כאלה כוללים את הפעילות הפנימית של כוכב לכת, את ההשתקפות, או את "אלבדו" של כוכב לכת, ואת עובי ההרכב והרכבו. גם אם בכוכב לכת יש את כל האלמנטים העדיפים את ההרגלים, החיים לא בהכרח יופיעו.
"איננו יודעים מה צריך כדי להתחיל את החיים", אומר דון בראונלי, אסטרונום באוניברסיטת וושינגטון בסיאטל ומחבר הספר לספר "חייו ומותו של כדור הארץ". בראונלי אומר שאם פנים ורטובים וחומרים אורגניים הם כל מה שצריך, אז פלוטו, טריטון וחפצי חגורת קויפר עשויים להכיל חיים.
עם זאת, כמילה של זהירות, פנים האסטרואידים שהפיקו את המטאוריטים הקונדיטיים הפונדונריים היו חמים ורטובים במשך מיליוני שנים בהיסטוריה המוקדמת של מערכת השמש, "אומר בראונלי. "גופים אלה עשירים ביותר במים ובחומרים אורגניים, ובכל זאת אין שום הוכחה משכנעת לכך שאף מטאוריט אסטרואיד אי פעם היו בו דברים חיים."
מסלולו של גוף פלנטרי ישפיע גם על סיכוייו לחיים. לפלוטו, למשל, אין מסלול נחמד וסדיר כמו כדור הארץ. מסלולו של פלוטו אקסצנטרי יחסית, משתנה במרחק מהשמש. מינואר 1979 עד פברואר 1999, פלוטו היה קרוב יותר לשמש מאשר נפטון, ובעוד מאה שנה הוא יהיה כמעט כפול מזה שנפטון. מסלול מסוג זה יגרום לפלוטו לעבור חימום קיצוני לסירוגין בקירור קיצוני.
גם מסלולו של טריטון הוא ייחודי. טריטון הוא הירח הגדול היחיד שמסתובב אחורה, או "מדרדר". לטריטון יכול להיות מסלול יוצא דופן זה מכיוון שהוא נוצר כאובייקט חגורת קויפר ואז נלכד בכוח המשיכה של נפטון. זו ברית לא יציבה, מכיוון שהמסלול הרטרוגרפי יוצר אינטראקציות גאות ושפל עם נפטון. מדענים צופים כי יום אחד תטריטון יתנגש בנפטון, או יתפרק לחתיכות קטנטנות ויצור טבעת סביב כדור הארץ.
"טווח הזמנים של התפרקות גאות הזמן במסלולו של טריטון אינו ודאי, כך שהוא יכול להיות בסביבה, או שאולי כבר התרסק ברגע שהשמש נהיית ענקית", אומר שטרן. "אם טריטון בסביבה, זה בטח ייראה כמו אותו סוג של אוקיינוס עשיר באורגנים כמו פלוטו."
השמש תבער כמו ענק אדום במשך כ -250 מיליון שנה, אבל האם זה מספיק זמן לחיים להשיג דריסת רגל? במהלך רוב חיי הענק האדום, השמש תהיה בהירה פי 30 בלבד ממצבה הנוכחי. לקראת סיום שלב הענק האדום השמש תצמח יותר מאלף פעמים בהירה יותר, ומדי פעם תשחרר קטעי אנרגיה שיגיעו ל 6,000 פעמים בהירות הנוכחית. אך תקופה זו של בהירות עזה תימשך כמה מיליוני שנים, או עשרות מיליוני שנים לכל היותר.
הקצרות של השלבים הבהירים ביותר של הענק האדום מרמזת על בראונלי כי פלוטו אינו מבטיח הרבה חיים. בגלל מסלולו הממוצע של פלוטו ב- 40 AU, השמש תצטרך להיות בהירה פי 1,600 כדי שפלוטו יקבל את אותה קרינת שמש שאנו מקבלים כיום על כדור הארץ.
"השמש תגיע לבהירות הזו, אך רק לפרק זמן קצר מאוד - מיליון שנה לערך", אומר בראונלי. "פני השטח והאטמוספרה של פלוטו 'ישופרו' מבחינתנו, אבל זה לא יהיה מקום נחמד למשך פרק זמן משמעותי".
לאחר שלב הענק האדום, השמש תתעצם ותתכווץ לגודל כדור הארץ ותהפוך לגמד לבן. כוכבי הלכת הרחוקים שהתבאסו לאור הענק האדום יהפכו שוב לעולמות קרח קפואים.
כך שאם החיים יופיעו במערכת ענק אדומה, הם יצטרכו התחלה מהירה. החיים על פני כדור הארץ, ככל הנראה, מקורם לפני 3.8 מיליארד שנה, כ 800 מיליון שנה לאחר שנולד כוכב הלכת שלנו. אבל זה כנראה מכיוון שכוכבי הלכת במערכת השמש הפנימית חוו 800 מיליון שנה של הפגזת אסטרואידים כבדה. גם אם החיים היו מתחילים מייד, הגשם המוקדם של אסטרואידים היה מוחה את כדור הארץ מחיים אלה.
בראונלי אומר שעידן חדש של הפגזה יכול להתחיל בכוכבי הלכת החיצוניים, מכיוון ששמש הענק האדומה עלולה להפריע למספר העצום של שביטים שבחגורת קויפר.
"כאשר שמש הענק האדומה בהירה פי אלף, היא מאבדת כמעט מחצית מהמסה שלה לחלל," אומר בראונלי. "זה גורם לגופים המסתובבים לנוע החוצה. אובדן גז ותופעות אחרות עלולים לערער את יציבות חגורת קויפר וליצור תקופה נוספת של הפגזה מעניינת. "
אבל שטרן אומר שכוכבי לכת שעשויים להיות מיושבים על ידי שמש ענקית אדומה לא יופצצו באותה תקופה כמו כדור הארץ הקדום, מכיוון שחגורת האסטרואידים הקדומה הייתה הרבה יותר חומר ממה שיש לחגורת קויפר כיום.
בנוסף, כוכבי הלכת החיצוניים לא יחוו את אותן רמות אולטרה סגולות (UV) שכדור הארץ נאלץ לסבול, מכיוון שלענקים אדומים יש קרינת UV נמוכה מאוד. ה- UV בעוצמה גבוהה יותר של כוכב ברצף הראשי יכול להזיק לחלבונים העדינים וחוטי RNA הדרושים למקור החיים. החיים על כדור הארץ יכלו רק מקורם מתחת למים, בעומקים המוגנים מעוצמת האור הזו. החיים על פני כדור הארץ קשורים אפוא במישרין למים נוזליים. אבל מי יודע איזה סוג חיים עשוי מקורם בכוכבי לכת שאין להם צורך בהגנת UV?
שטרן חושב שעלינו לחפש עדויות לחיים בעולמות דמויי פלוטו המסתובבים היום סביב ענקים אדומים. אנו מכירים כיום כמאה מיליון כוכבים מסוג השמש בגלקסיית שביל החלב שנשרפים כענקים אדומים, ושטרן אומר כי כל המערכות הללו יכולות להיות בעלות כוכבי לכת מגורים בתוך 10 עד 50 AU. "זה יהיה מבחן טוב של הזמן הנדרש ליצירת חיים בעולמות חמים ועשירים במים," הוא אומר.
"הרעיון של גופים מרוחקים עשירים אורגניים שייאפו על ידי כוכב ענק אדום הוא דבר מסקרן ויכול לספק מאוד בתי גידול בעלי חיים קצרי מועד," מוסיף בראונלי. "אבל אני שמח שלשמש שלנו נותר מרווח זמן טוב."
מה הלאה
בעוד שחלק גדול ממה שאנחנו יודעים על מערכת השמש החיצונית מבוסס על מדידות רחוקות שנעשו מטלסקופים מבוססי כדור הארץ, ב- 2 בינואר 2004, מדענים קלטו הצצה מקרוב לאובייקט חגורת קויפר. חללית Stardust עברה בטווח של 136 ק"מ מהשביט Wild2, כדור שלג אדיר שבילה את מרבית חייו ב -4.6 מיליארד שנה במסלול חגורת קויפר. Wild2 עובר כעת בעיקר בתוך מסלולו של צדק. בראונלי, שהוא חוקר העקרונות במשימת סטארדסט, אומר שתמונות הסטארדסט מציגות פרטי שטח נהדרים של גוף שעוצב הן על ידי ההיסטוריה העתיקה והעת האחרונה שלו. תמונות סטארסטוסט מראות מטוסי גז ואבק שיורים מעל השביט, שכן Wild2 מתפרק במהירות בחום השמש החזק של מערכת השמש הפנימית.
כדי ללמוד עוד על מערכת השמש החיצונית, עלינו לשלוח חללית לחקירה. בשנת 2001, נאס"א בחרה במשימת "אופקים חדשים" למטרה כזו בדיוק.
שטרן, שהוא החוקר הראשי במשימת "אופקים חדשים", מדווח כי כינוס החללית אמור להתחיל בקיץ הקרוב. החללית אמורה להיות בשיגור בינואר 2006, ולהגיע לפלוטו בקיץ 2015.
משימת "האופק החדש" תאפשר למדענים ללמוד את הגיאולוגיה של פלוטו וכארון, למפות את משטחיםיהם ולקחת את הטמפרטורות שלהם. גם האווירה של פלוטו תיחקר בפירוט. בנוסף, החללית תבקר בגופות הקפואות בחגורת קויפר כדי לבצע מדידות דומות.
המקור המקורי: מגזין אסטרוביולוגיה
