누구에게나 물어보세요. 우주에서 가장 멋진 행성은 어디인가요? 물론 대부분의 사람들은 지구라는 이름을 지을 것입니다. 사실, 우리에게 알려진 모든 세계 중에서 이 세계만이 삶과 사람들에게 편안한 유일한 세계입니다. 태양은 적당한 거리에 있어 일정하고 적당한 에너지 공급을 제공합니다. 밀도가 높은 대기는 열과 습기를 유지하는 반면 자기권은 표면을 복사로부터 보호합니다.
판 구조론은 새로운 광물로 암석권을 천천히 혼합하고 갱신합니다. 광대한 바다는 기후를 진정시키고, 행성의 자전축의 기울기는 계절을 만들고, 거대한 달은 이 움직임을 안정시킵니다. 운석의 빈번한 충돌로부터 지구를 보호하고 강력한 중력의 거대한 숫자로 "포착"해야 하는 목성까지 오랫동안 열거할 수 있습니다. 그런 완벽한 세트보다 더 나은 것이 무엇입니까?
그러나 그것은 모두 최고로 간주되는 것에 달려 있습니다. 인류의 관점에서 행성의 거주 가능성을 고려하고 원래 지구에 적응하면 다른 후보가 없을 수도 있습니다. 하지만 좀 더 넓게 보고 생각해보자. 정말 완벽할까? 실제로 거주 가능성의 관점에서 볼 때 우리 행성은 여러 면에서 경계선이고 극단적인 경우이며 먼 별 근처에 있는 적절한 행성은 우리보다 훨씬 풍부하고 다양한 생물권을 지원할 수 있습니다.
국경에서의 삶
(적어도 우리가 이해하는 생명체의 경우) 생명의 핵심 조건은 따뜻함과 습기입니다. 따라서 온도가 충분히 적당하고 녹은 액체 물이 행성 표면에 남을 수 있는 별 주변 지역을 거주 가능 영역이라고 합니다. 그 경계는 별의 크기와 밝기에 따라 달라지며 2013년에 수행된 계산에 따르면 태양의 경우 이 영역은 0, 99에서 1, 7 천문 단위 사이입니다. 1 a.u.를 기억하십시오. 지구 궤도의 평균 반경에 해당하며 우리 행성은 최적의 중심에서 멀리 떨어진 거주 가능 영역의 가장 안쪽 가장자리에 위치합니다.
태양의 거주 가능 영역 가장자리에 있는 지구
또한 태양의 밝기가 점차 증가하고 있습니다. 40억 년 전 지구에 생명체가 시작되었을 때 지구는 거의 3분의 1로 희미했습니다. 행성은 거주 가능 영역 밖에 있었습니다. 바다를 녹일 만큼 충분한 방사선이 없었습니다. 지구는 화산 및 온실 과정에서 추가 열을 받았다고 가정합니다. 시간이 지남에 따라 별은 "가속"하고 "불타오르며" 행성을 정말 편안하게 만들었습니다. 이것이 생명체가 가장 단순한 형태로 오랫동안 머물렀고 최초의 다세포 유기체가 약 10억 년 전에 나타난 이유일 가능성이 있습니다.
복잡한 동물은 캄브리아기 폭발 과정에서 "최근에" 완전히 나타났습니다. 지난 5억 4천만 년 동안 생물권은 극도로 다양해졌으며 땅을 정복했으며 원시 연체동물에서 똑똑한 앵무새와 관료제로 바뀌었습니다. 거주 가능 지역 내의 더 나은 위치는 지구에 수십억 년을 추가로 제공할 가능성이 있습니다. 또는 심지어 수십.
더 나은
글쎄, 또는 치수를 가져 가자. 지구는 태양계에 있는 암석 행성 중 가장 크며, 오랜 시간 동안 내부 열을 유지하여 시간이 지남에 따라 암석권이 움직이고 판 구조론이 시작될 수 있는 크기였습니다. 금성도 화성도 수성도 없습니다. 한편, 여기에서도 지구는 적절한 경계로 간신히 "크롤링"했습니다. 모델은 판 구조론이 약 2개의 지구 질량의 무게가 나가는 더 큰 암석 행성에서 더 쉽게 발생해야 한다고 예측합니다.
우리에게 알려진 거대한 외계 행성 중 - 반지름이 1, 2 이상인 - 지구형 행성보다 더 많습니다.
우리 행성에서 구조론은 암석권의 규산염 광물과 혼합되어 녹는 점을 변화시키는 과량의 물에 의해 촉진되었습니다. 지구가 더 거대했다면 이것은 필요하지 않았을 것이고 생명체는 훨씬 더 많은 공간과 개발을 위한 다양한 조건을 받았을 것입니다. 기후에 대해서도 마찬가지일 것입니다. 화석 기록에 따르면 지구가 평소보다 따뜻해졌던 기간 동안 생물권이 특히 다양해졌습니다. 생물권의 최적 온도는 여기보다 약간 높아야 합니다. 마찬가지로 이상적인 산소 함량은 현재 21%가 아닌 30-35%여야 합니다.
이것이 대략 천체 물리학자 르네 헬러(Rene Heller)와 존 암스트롱(John Armstrong)이 주장한 방법입니다. 2014년 Astrobiology 잡지에 실린 기사에서 우리 행성은 포괄적인 비판을 받고 "초거주 가능" 세계의 개념을 제시했습니다. 그러나 그들은 태양 자체에서 시작하여 생명체가 더 어둡고 조용한 별에서 최적의 조건을 찾을 수 있음을 시사했습니다.
얕은 물 별
그러한 별은 우리 태양과 같은 황색 왜성이 아니라 스펙트럼 등급 K-주황색에 속해야 합니다(등급 G에 속하지만 인접한 Alpha Centravra B는 주황색 왜성일 뿐입니다). K 별은 G보다 몇 배 더 오래 존재합니다. 거의 더 희미한 적색 왜성과 비슷하지만, 그들과 달리 자주, 예측할 수 없으며 강력한 플레어를 나타내지는 않습니다. 이 모든 것이 그러한 별 주위의 궤도에서 매우 길고 안정적인 조건의 기초를 만듭니다.
물론 클래스 K는 그렇게 크고 밝지 않습니다. 이 별의 질량은 0.5에서 0.8 태양 질량이고 광도는 0.6 태양 질량 이하입니다. 따라서 거주 가능 영역은 훨씬 더 가깝고, 초거주 가능성을 위해 행성은 이 영역의 중심에 더 가까운 더 짧은 궤도로 이동해야 합니다. 화성이 거주하는 동안 지구와 화성 사이에 이미 일어났을 수도 있는 "생명의 배아"의 지속적인 교환을 제공할 시스템에 그러한 세계가 여러 개 있는 것이 바람직합니다.
Kepler-442b는 생명체에 거의 이상적인 행성입니다.
따라서 최적의 경우 두 개의 지구 질량과 반지름의 1, 2−1, 3인 더 큰 몸체를 취하는 것이 좋습니다. 증가된 크기는 판 구조론과 더 큰 생활 공간을 제공할 뿐만 아닙니다. 강한 중력은 더 많은 물과 더 밀도가 높은 대기를 보유하여 지속적으로 높은 온도(바람직하게는 약 25°C, 우리보다 약 10도 높음)를 유지하기 쉽게 만듭니다. 거대한 행성의 구호도 더 부드럽고 부드러워 질 것입니다. 그것은 빛과 음식이 부족한 깊이가 적지 만 따뜻하고 활기찬 얕은 물이 더 많습니다. 한 관찰자가 언급했듯이 이상적인 세계에는 다양한 생태계가 더 적지만 각 생태계는 생물 다양성 잠재력을 최대한 발휘할 것입니다.
이상 추구
Heller와 Armstrong은 "초거주 가능성"에 필요한 거의 모든 특성이 지구에 비해 크기가 커졌다는 한 가지 주요 사실에서 파생된 것이라고 지적합니다. 이론적으로 그러한 세계는 우리보다 은하계 공간에 훨씬 더 많아야 합니다. 그리고 노란색 태양형 별보다 주황색 왜성이 더 많습니다. 일부 추정에 따르면, 이들은 전체 항성 인구의 최대 9%를 차지합니다. 게다가, 적어도 하나의 적합한 세계가 이미 알려져 있습니다.
태양으로부터 1200광년 떨어진 거문고자리에 위치한 외계행성 케플러-442b는 거의 이상적으로 "초거주 가능" 조건을 만족시킨다. K급 별을 중심으로 회전하며 반지름은 1, 3 지구, 질량 - 2, 3 지구입니다. 불행히도 Kepler-442b의 평균 온도는 최적과는 거리가 멀며 약 -2.5°C입니다. 그러나 분명히 이것은 첫 번째 예일 뿐이며 미래에 우리는 진정으로 이상적인 행성을 많이 찾을 것입니다.
지구에서의 광합성 작용 스펙트럼
초목이 그러한 세계를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 물론 무성하고 전혀 녹색이 아닙니다. K 별의 스펙트럼은 태양의 스펙트럼과 다르며 초거주 행성의 하늘은 우리만큼 푸르지 않을 것입니다.육상 식물의 색소가 빛을 흡수하는 영역은 붉은색이지만, 무엇보다 청자색 영역(녹색 빛은 반사됨)에 있습니다. 그러나 클래스 K는 빨간색과 적외선 범위에서 더 활발하게 방사하지만 파란색과 보라색에서는 더 약합니다.
따라서 그러한 빛 아래서 식물은 더 많은 파란색을 반사하여 잎이 지상의 것보다 더 어둡고 보라색에 더 가깝다고 가정합니다. 이상적인 세계에서 오랜 시간 진화를 거치면서 식물은 자신에게 떨어지는 모든 빛을 효과적으로 흡수하고 완전히 검게 되는 법을 배워야 한다는 가설도 있습니다. 언젠가 사람들은 이 어둡고 울창한 고딕 양식의 숲을 걸을 수 있을 것입니다. 우리가 아는 한, 적절한 훈련을 받으면 우리 몸은 중력으로 최대 4 지구 중력으로 움직일 수 있습니다. 이상적인 세계는 여기에서도 거의 완벽합니다.