Žemės analogai: kas yra į Žemę panašios planetos?

Į Žemę panašios planetos vartojamos kaip vienos ar daugiau iš šių sąvokų sinonimas:

• Žemės analogas: kitas pasaulis, labai panašus į Žemę savo dydžiu, sudėtimi ir atstumu nuo savo žvaigždės. Terminas dažnai naudojamas apibūdinti planetas, kurių fizinės savybės (spindulys, masė, tankis, paviršiaus sąlygos) ir orbitos parametrai leidžia manyti, kad joje galėtų būti skystas vanduo ir galimi palankūs sąlygos gyvybei.
• Žemės dydžio planeta: tai reiškia, kad ji nėra dujinė milžinė. Paprastai tokios planetos turi spindulį ir masę panašius į Žemę — dažnai vartojama sąvoka „Žemės spindulio“ ar „Žemės masės“ klasifikacijai. Tačiau „Žemės dydis“ nereiškia automatiškai, kad planeta turi tą pačią sudėtį ar atmosferą kaip Žemė.
• Žemės planeta (rocky planet / terrestrial planet): planeta, sudaryta iš tų pačių medžiagų kaip ir Žemė, t. y. daugiausia iš silikatinių uolienų ir geležies branduolio. Žemės planetos dažnai priešpriešinamos dujinėms milžinėms, kurios turi storas dujų atmosferas ir mažesnę kietųjų medžiagų dalį.

Ko mes turime omenyje, kai sakome „panaši į Žemę“?

„Panaši į Žemę“ gali reikšti skirtingus dalykus: fizinį dydį (spindulį, masę), sudėtį (uolieninė arba dujinė), geologinę veiklą, atmosferą, paviršiaus temperatūrą arba orbitinį atstumą nuo žvaigždės. Mokslininkai paprastai aiškina šią frazę konkrečiai: pvz., „Earth-size“ reiškia spindulį panašų į Žemės, o „Earth-like“ — platesnį spektrą savybių (rocky, tinkama temperatūra, galimas skystas vanduo).

Gyvybei tinkamos sąlygos ir gyvybės buvimo galimybė

Viena svarbiausių savybių, kurią ieškome, yra galimybė egzistuoti skystam vandeniui. Tam svarbūs keli veiksniai:

• Apgyvendinama zona (habitable zone): atstumas nuo žvaigždės, kuriame planeta galėtų turėti paviršiaus temperatūrą, leidžiančią esant tinkamam atmosferos spaudimui skystam vandeniui. Zona priklauso nuo žvaigždės ryškumo ir spektrinės klasės.
• Atmosfera: jos sudėtis ir storis lemia šilumos išlaikymą (šiltnamio efektą), apsaugą nuo radiacijos ir chemines sąlygas, reikalingas vandens stabilumui.
• Geologinė veikla ir magnetinis laukas: tektonika, vulkanizmas ir magnetosfera padeda palaikyti atmosferą ir klimato stabilumą ilgais geologiniais laiko tarpais.
• Žvaigždės aktyvumas: aktyvios, daug erupcijų turinčios žvaigždės (ypač raudonos nykštukės) gali išplėšti atmosferą ar sunaikinti paviršiaus sąlygas, net jei planeta yra „apgyvendinamoje zonoje“.

Kaip randamos ir vertinamos tokios planetos

• Tranzito metodas: matuojamas žvaigždės šviesos aptemimas, kai planeta praeina prieš žvaigždės diską. Iš aptemimo gylio nustatomas planetos spindulys.
• Radialinės greitaveikos (Doplerio) metodas: matuojami žvaigždės judesiai dėl planetos trauklės. Iš šių duomenų gaunama informacija apie planetos masę (minimumą) ir orbitos periodą.
• Spektroskopija ir atmosferos analizė: per tranzitą arba tiesiogiai fotografuojant galima išmatuoti atmosferos cheminę sudėtį, aptikti vandens garus, anglies dioksidą, metaną ar kitus biosignatūrus (tačiau interpretacija sudėtinga).
• Tiesioginė fotografija ir astrometrija: leidžia nustatyti planetų spindulius ir orbitas kitu būdu, bet dažniausiai taikoma didesnėms ir tolimoms sistemoms arba su pažangiais teleskopais.

Pavyzdžiai ir ribojimai

Yra keletas žinomų kandidatų, kuriuos viešojoje žiniasklaidoje dažnai vadina „Žemės analogais“ — pvz., Kepler-186f, Kepler-452b, Proxima b, TRAPPIST-1 sistemos planetos (e, f, g). Svarbu pabrėžti:

• Dažnai trūksta duomenų apie atmosferą arba tikslų tankį, todėl neaišku, ar šios planetos iš tiesų yra uolieninės ir ar jose yra skysto vandens.
• Net jeigu planeta yra „Žemės dydžio“, ji gali turėti labai skirtingą atmosferą (pvz., būti dulkėta, be atmosferos arba turėti storą dujinę apvalkalą).
• Terminas „Žemės analogas“ yra patogus žiniasklaidai, tačiau mokslui reikalingi konkretūs parametrų rinkiniai, kad būtų pagrįstas toks apibūdinimas.

Ateities tyrimai

Pažangūs observatoriniai įrankiai (pvz., JWST, ateityje ELT, PLATO ir kiti kosminiai bei žemės teleskopai) leis geriau ištirti atmosferas ir paviršiaus sąlygas. Tai padės aiškiau atskirti tikrus „Žemės analogus“ nuo tik „Žemės panašių“ kandidatų.

Santrauka

„Į Žemę panašios planetos“ — platus terminas, apimantis skirtingus požymius: nuo griežto uolienių planetų apibrėžimo iki platesnės „gyvybei tinkamų“ sąlygų sampratos. Svarbu atskirti „Žemės dydžio“ (fizinį matmenį), „Žemės planetą“ (uolieninę sudėtį) ir tikrąjį „Žemės analogą“ (naudojantį daugybę kriterijų, įskaitant atmosferą ir orbitinius parametrus). Tyrimai ir nauji instrumentai palaipsniui suartina mus su galimybe rasti tikrus Žemės analogus tolimuose pasauliuose.

Klausimai ir atsakymai

K: Ką reiškia terminas į Žemę panaši planeta?

K: Kas yra Žemės analogas?

K: Kas yra Žemės dydžio planeta?

K: Kas yra žemiškoji planeta?

K: Kuo sausumos planetos skiriasi nuo dujinių milžinių?

K: Iš kokių medžiagų sudarytos sausumos planetos?

K: Kuo į Žemę panašios planetos panašios į Žemę?

Paieška pagal raidę