www.wikidata.uk-ua.nina.az

Зона придатна для життя в астрономії ділянка поблизу зорі де температура створювана внаслідок поглинання випромінювання

Зона, придатна для життя

Зона, придатна для життя (в астрономії) — ділянка поблизу зорі, де температура, створювана внаслідок поглинання випромінювання зорі твердою поверхнею екзопланети чи іншого твердого тіла, придатна для існування рідкої води. Рідка вода на сьогодні вважається необхідною умовою для можливості виникнення життя земного типу, оскільки вона потрібна для біохімічних реакцій.

У астрономів для позначення зони, придатної для життя, може використовуватись англомовний термін Goldilocks Zone («Зона Златовласки»). Вислів походить від англійської казки Златовласка і три ведмеді. Стівен Гокінг казав: «подібно до Златовласки, розвиток розумного життя вимагає, щоб планетарні температури були „якраз“», тобто на планеті повинно бути не надто гаряча і не надто холодно. Також зустрічається схожий за змістом термін «Зірки Златовласки» для позначення зірок K-класу.

Фізичні характеристики Редагувати

Зоря випромінює енергію у вигляді світла згідно з законом чорного тіла й, відповідно, потік випромінювання з одиниці площі зорі залежить від її ефективної температури: чим вища температура поверхневих шарів, тим більша кількість енергії, що випромінюється з одиниці площі поверхні зорі за секунду. Разом з тим, чим більша площа поверхні зорі, яка пропорційна квадрату її радіусу, тим більша загальна кількість випроміненої зорею енергії в одиницю часу й, відповідно, її світність.

Потік випромінювання від зорі зменшується пропорційно квадрату пройденої відстані, тому чим далі від зорі перебуває якесь космічне тіло (планета, карликова планета комета чи астероїд), тим менший потік випромінювання від зорі падає на одиницю його поверхні, і відповідно, тим менше ця поверхня нагріватиметься поглинутим промінням. На певній відстані від зорі внаслідок поглинання потоку випромінювання температура на поверхні цього тіла становитиме близько 100°C (температура кипіння води за земного атмосферного тиску). Ця відстань дає ближню межу, за якою вода може перебувати в рідкому стані. Із віддаленням космічного тіла від зорі, потік випромінювання, що падає на його поверхню, зменшується й на певній відстані від зорі температура поверхні тіла становитиме 0°C (температура замерзання води). Ця відстань дає зовнішню межу, до якої вода ще може існувати у рідкому стані на поверхні такого космічного тіла.

Таким чином, порівнюючи з Сонячною системою, відстань від зорі, на якій існує зона, придатна для життя земного типу, обчислюється виходячи з розміру та світності зорі. Центр зони життя для кожної конкретної зорі обчислюють за формулою:

Сонячна система Редагувати

Зона, придатна для життя, в планетних системах Сонця та Глізе 581

У Сонячній системі зона, придатна для життя, охоплює проміжок від 0,2056 до 1,37 астрономічних одиниць від Сонця[джерело?] й в цій ділянці розташовані планети Меркурій, Венера[джерело?], Земля та Марс.

Науковці вважають, що колонізація космосу в Сонячній системі на першому етапі охопить саме зону, придатну для життя[джерело?].

Температура на орбіті Землі Редагувати

Оскільки орбіта Землі не є колом, то необхідно враховувати параметри еліпса. Радіус земного афелію рівний:

Радіус земного перигелію рівний:

Величина напівосі земної орбіти:

де .

Сонячна світність є постійна для Сонячної системи величина:

Значення температури (потенційне) на орбіті Землі визначається формулою:

Температура на орбіті для різних крайніх точок подана в Таблиці 1:

Таблиця 1: Температура на земній орбіті
n/n Радіус орбіти, м Температура, К
1 397,4
2 394,1
3 390,8

Очевидно, що значення температури випромінювання Сонця на орбіті Землі достатні для існування води у всіх її станах. Температура плавлення води дорівнює:

Таким чином, на всіх ділянках орбіти Землі ми маємо діапазон потенційних температур (390,8 — 397,4) К, який перевищує температуру кипіння води! Це створює певний запас на відбиття сонячних променів від атмосфери, суші землі, води та снігу (льоду). Також очевидно, що Марс не відповідає цій умові, оскільки не має запасу міцності з відбиття від своєї поверхні та атмосфери. Потенційна температура на орбіті Марса дорівнює:

Планетні системи навколо інших зір Редагувати

Система Глізе 581 Редагувати

Глізе 581 c, друга планета в системі червоного карлика Глізе 581 (20 світлових років від Землі), є прикладом екзопланети, яка розташована в зоні, придатній для життя, і теоретично на ній може існувати життя земного типу[джерело?].

Система TRAPPIST-1 Редагувати

У 2017-му було повідомлено про відкриття трьох планет що перебувають у зоні життя на орбіті зірки TRAPPIST-1.

Інші необхідні умови для виникнення життя земного типу Редагувати

Цей розділ потребує доповнення. (березень 2012)

Врахування всіх необхідних для існування життя умов визначає життєпридатність планети.

  1. Наявність джерела енергії.
    • Найпотужнішим, але не єдиним джерелом зазвичай виступає материнська зірка. За інтенсивністю передачі енергії від центральної зірки планеті визначається зона, придатна до життя.
    • Також може бути енергія припливів від гравітаційної взаємодії з іншими небесними тілами
    • Енергія ядра планети
    • Хімічна енергія тощо.
  2. Рівень радіаційного фону. Жорстке випромінювання руйнує складні органічні молекули, що значно ускладнює існування білкової форми життя.
  3. Стабільність орбіти сприяє формуванню стабільних умов на самій планеті.
  4. Хімічний склад повинен бути досить різноманітним, оскільки для формування життя потрібні різні хімічні елементи.

Див. також Редагувати

Ця стаття містить перелік посилань, але походження тверджень у ній залишається незрозумілим через практично повну відсутність внутрішньотекстових джерел-виносок. Будь ласка, допоможіть поліпшити цю статтю, перетворивши джерела з переліку посилань на джерела-виноски у самому тексті статті. (березень 2012)

Література Редагувати

Аллен К. У. Астрофизические величины. Пер. с англ. Халилуева Х. Ф. под ред. Мартынова Д. Я. М.:Мир, 1977. — 446 с. (див. Формулу та таблицю на ст. 216).

Джерела Редагувати

Посилання Редагувати


  1. На планеті, яка обертається навколо вмираючого сонця, може існувати життя. BBC News Україна (укр.). Процитовано 29 червня 2023. 
  2. S Hawking, The Grand Design (London 2011) p. 194
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Zona pridatna dlya zhittya v astronomiyi dilyanka poblizu zori de temperatura stvoryuvana vnaslidok poglinannya viprominyuvannya zori tverdoyu poverhneyu ekzoplaneti chi inshogo tverdogo tila pridatna dlya isnuvannya ridkoyi vodi Ridka voda na sogodni vvazhayetsya neobhidnoyu umovoyu dlya mozhlivosti viniknennya zhittya zemnogo tipu oskilki vona potribna dlya biohimichnih reakcij U astronomiv dlya poznachennya zoni pridatnoyi dlya zhittya mozhe vikoristovuvatis anglomovnij termin Goldilocks Zone Zona Zlatovlaski 1 Visliv pohodit vid anglijskoyi kazki Zlatovlaska i tri vedmedi Stiven Goking kazav podibno do Zlatovlaski rozvitok rozumnogo zhittya vimagaye shob planetarni temperaturi buli yakraz 2 tobto na planeti povinno buti ne nadto garyacha i ne nadto holodno Takozh zustrichayetsya shozhij za zmistom termin Zirki Zlatovlaski dlya poznachennya zirok K klasu Zmist 1 Fizichni harakteristiki 2 Sonyachna sistema 2 1 Temperatura na orbiti Zemli 3 Planetni sistemi navkolo inshih zir 3 1 Sistema Glize 581 3 2 Sistema TRAPPIST 1 4 Inshi neobhidni umovi dlya viniknennya zhittya zemnogo tipu 5 Div takozh 6 Literatura 7 Dzherela 8 PosilannyaFizichni harakteristiki RedaguvatiZorya viprominyuye energiyu u viglyadi svitla zgidno z zakonom chornogo tila j vidpovidno potik viprominyuvannya z odinici ploshi zori zalezhit vid yiyi efektivnoyi temperaturi chim visha temperatura poverhnevih shariv tim bilsha kilkist energiyi sho viprominyuyetsya z odinici ploshi poverhni zori za sekundu Razom z tim chim bilsha plosha poverhni zori yaka proporcijna kvadratu yiyi radiusu tim bilsha zagalna kilkist viprominenoyi zoreyu energiyi v odinicyu chasu j vidpovidno yiyi svitnist Potik viprominyuvannya vid zori zmenshuyetsya proporcijno kvadratu projdenoyi vidstani tomu chim dali vid zori perebuvaye yakes kosmichne tilo planeta karlikova planeta kometa chi asteroyid tim menshij potik viprominyuvannya vid zori padaye na odinicyu jogo poverhni i vidpovidno tim menshe cya poverhnya nagrivatimetsya poglinutim prominnyam Na pevnij vidstani vid zori vnaslidok poglinannya potoku viprominyuvannya temperatura na poverhni cogo tila stanovitime blizko 100 C temperatura kipinnya vodi za zemnogo atmosfernogo tisku Cya vidstan daye blizhnyu mezhu za yakoyu voda mozhe perebuvati v ridkomu stani Iz viddalennyam kosmichnogo tila vid zori potik viprominyuvannya sho padaye na jogo poverhnyu zmenshuyetsya j na pevnij vidstani vid zori temperatura poverhni tila stanovitime 0 C temperatura zamerzannya vodi Cya vidstan daye zovnishnyu mezhu do yakoyi voda she mozhe isnuvati u ridkomu stani na poverhni takogo kosmichnogo tila Takim chinom porivnyuyuchi z Sonyachnoyu sistemoyu vidstan vid zori na yakij isnuye zona pridatna dlya zhittya zemnogo tipu obchislyuyetsya vihodyachi z rozmiru ta svitnosti zori Centr zoni zhittya dlya kozhnoyi konkretnoyi zori obchislyuyut za formuloyu d A U L s t a r L s u n displaystyle d AU sqrt L star L sun nbsp dd ded A U displaystyle d AU nbsp serednij radius zoni pridatnoyi dlya zhittya v astronomichnih odinicyah L s t a r displaystyle L star nbsp svitnist zori L s u n displaystyle L sun nbsp svitnist Soncya dd Sonyachna sistema Redaguvati nbsp Zona pridatna dlya zhittya v planetnih sistemah Soncya ta Glize 581U Sonyachnij sistemi zona pridatna dlya zhittya ohoplyuye promizhok vid 0 2056 do 1 37 astronomichnih odinic vid Soncya dzherelo j v cij dilyanci roztashovani planeti Merkurij Venera dzherelo Zemlya ta Mars Naukovci vvazhayut sho kolonizaciya kosmosu v Sonyachnij sistemi na pershomu etapi ohopit same zonu pridatnu dlya zhittya dzherelo Temperatura na orbiti Zemli Redaguvati Oskilki orbita Zemli ne ye kolom to neobhidno vrahovuvati parametri elipsa Radius zemnogo afeliyu rivnij R E A 1 52097701 10 11 displaystyle R EA 1 52097701 cdot 10 11 nbsp mRadius zemnogo perigeliyu rivnij R E P 1 47098074 10 11 displaystyle R EP 1 47098074 cdot 10 11 nbsp m Velichina napivosi zemnoyi orbiti a E R E o r b 1 495978875 10 11 displaystyle a E R E orb 1 495978875 cdot 10 11 nbsp m a velichina ekscentrisitetu ϵ E 3 E 1 3 E 1 0 016710219 displaystyle epsilon E frac xi E 1 xi E 1 0 016710219 nbsp de 3 E R E A R E P 1 033988392 displaystyle xi E frac R EA R EP 1 033988392 nbsp Sonyachna svitnist ye postijna dlya Sonyachnoyi sistemi velichina L Sol 4 p R Sol s T Sol 4 3 8460 10 26 displaystyle L text Sol 4 pi R text Sol sigma T text Sol 4 3 8460 cdot 10 26 nbsp Vt de R Sol 6 955 10 8 displaystyle R text Sol 6 955 cdot 10 8 nbsp m radius Soncya T Sol 5780 displaystyle T text Sol 5780 nbsp K temperatura poverhni Soncya s p 2 k B 4 60 c 2 ℏ 3 5 6703730 10 8 displaystyle sigma frac pi 2 k B 4 60c 2 hbar 3 5 6703730 cdot 10 8 nbsp Vt m2 K4 stala Stefana Bolcmana Znachennya temperaturi potencijne na orbiti Zemli viznachayetsya formuloyu T i L Sol 4 p R i 2 s 1 4 displaystyle T i left frac L text Sol 4 pi R i 2 sigma right 1 4 nbsp K Temperatura na orbiti dlya riznih krajnih tochok podana v Tablici 1 Tablicya 1 Temperatura na zemnij orbiti n n Radius orbiti m Temperatura K1 R E P 1 47098074 10 11 displaystyle R EP 1 47098074 cdot 10 11 nbsp 397 42 a E R E o r b 1 495978875 10 11 displaystyle a E R E orb 1 495978875 cdot 10 11 nbsp 394 13 R E A 1 52097701 10 11 displaystyle R EA 1 52097701 cdot 10 11 nbsp 390 8Ochevidno sho znachennya temperaturi viprominyuvannya Soncya na orbiti Zemli dostatni dlya isnuvannya vodi u vsih yiyi stanah Temperatura plavlennya vodi dorivnyuye T m H 2 O 273 16 displaystyle T m H 2 O 273 16 nbsp K a temperatura viparovuvannya T w H 2 O 373 16 displaystyle T w H 2 O 373 16 nbsp K Takim chinom na vsih dilyankah orbiti Zemli mi mayemo diapazon potencijnih temperatur 390 8 397 4 K yakij perevishuye temperaturu kipinnya vodi Ce stvoryuye pevnij zapas na vidbittya sonyachnih promeniv vid atmosferi sushi zemli vodi ta snigu lodu Takozh ochevidno sho Mars ne vidpovidaye cij umovi oskilki ne maye zapasu micnosti z vidbittya vid svoyeyi poverhni ta atmosferi Potencijna temperatura na orbiti Marsa dorivnyuye T Mars L S o l 4 p R Mars 2 s 1 4 319 255 displaystyle T text Mars left frac L Sol 4 pi R text Mars 2 sigma right 1 4 319 255 nbsp K de R Mars 2 27939 10 11 displaystyle R text Mars 2 27939 cdot 10 11 nbsp m radius orbiti Marsa Planetni sistemi navkolo inshih zir RedaguvatiSistema Glize 581 Redaguvati Glize 581 c druga planeta v sistemi chervonogo karlika Glize 581 20 svitlovih rokiv vid Zemli ye prikladom ekzoplaneti yaka roztashovana v zoni pridatnij dlya zhittya i teoretichno na nij mozhe isnuvati zhittya zemnogo tipu dzherelo Sistema TRAPPIST 1 Redaguvati U 2017 mu bulo povidomleno pro vidkrittya troh planet sho perebuvayut u zoni zhittya na orbiti zirki TRAPPIST 1 Inshi neobhidni umovi dlya viniknennya zhittya zemnogo tipu RedaguvatiDokladnishe Zhittyepridatnist planetiCej rozdil potrebuye dopovnennya berezen 2012 Vrahuvannya vsih neobhidnih dlya isnuvannya zhittya umov viznachaye zhittyepridatnist planeti Nayavnist dzherela energiyi Najpotuzhnishim ale ne yedinim dzherelom zazvichaj vistupaye materinska zirka Za intensivnistyu peredachi energiyi vid centralnoyi zirki planeti viznachayetsya zona pridatna do zhittya Takozh mozhe buti energiya pripliviv vid gravitacijnoyi vzayemodiyi z inshimi nebesnimi tilami Energiya yadra planeti Himichna energiya tosho Riven radiacijnogo fonu Zhorstke viprominyuvannya rujnuye skladni organichni molekuli sho znachno uskladnyuye isnuvannya bilkovoyi formi zhittya Stabilnist orbiti spriyaye formuvannyu stabilnih umov na samij planeti Himichnij sklad povinen buti dosit riznomanitnim oskilki dlya formuvannya zhittya potribni rizni himichni elementi Div takozh RedaguvatiTeraformuvannya Snigova liniyaCya stattya mistit perelik posilan ale pohodzhennya tverdzhen u nij zalishayetsya nezrozumilim cherez praktichno povnu vidsutnist vnutrishnotekstovih dzherel vinosok Bud laska dopomozhit polipshiti cyu stattyu peretvorivshi dzherela z pereliku posilan na dzherela vinoski u samomu teksti statti berezen 2012 Literatura RedaguvatiAllen K U Astrofizicheskie velichiny Per s angl Halilueva H F pod red Martynova D Ya M Mir 1977 446 s div Formulu ta tablicyu na st 216 Dzherela RedaguvatiThe Habitable Exoplanets Catalog Arhivovano 20 zhovtnya 2011 u Wayback Machine PHL UPR Arecibo The Habitable Zone Gallery Arhivovano 31 bereznya 2012 u Wayback Machine The Encyclopedia of Astrobiology Astronomy and Spaceflight Habitable Zone Arhivovano 23 travnya 2007 u Wayback Machine The Encyclopedia of Astrobiology Astronomy and Spaceflight Galactic Habitable Zone Arhivovano 10 travnya 2012 u Wayback Machine Stars and Habitable Planets at SolStation Arhivovano 1 zhovtnya 2008 u Wayback Machine Posilannya RedaguvatiZhittya u Vsesviti bulo b nemozhlive bez Yupitera Arhivovano 27 listopada 2013 u Wayback Machine Na planeti yaka obertayetsya navkolo vmirayuchogo soncya mozhe isnuvati zhittya BBC News Ukrayina ukr Procitovano 29 chervnya 2023 S Hawking The Grand Design London 2011 p 194 Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Zona pridatna dlya zhittya amp oldid 39809191