Pas asteroid niezbędny do powstania życia?
Ekscytujemy się każdym odkryciem planety, na której panują warunki umożliwiające istnienie życia. Jeśli jednak rację mają Rebecca Martin i Mario Livio, samo istnienie planety w "strefie zamieszkania" to zbyt mało, by mogło pojawić się życie. Uczeni wysunęli teorię, zgodnie z którą układ planetarny powinien posiadać jeszcze odpowiednio uformowany i umiejscowiony pas asteroid.
Istnienie pasa asteroid jest postrzegane raczej jako zagrożenie dla życia, gdyż mogą stamtąd pochodzić obiekty, które uderzą w planetę zabijając przebywające tam organizmy. Jednak Rebecca Martin z University of Colorado w Boulder i Mario Livio ze Space Telescope Science Institute w Baltimore sugerują, że to właśnie obecność pasa asteroid może być warunkiem, bez którego życie nie jest w stanie się rozwinąć.
Uczeni zauważają, że to kolizje asteroid z planetami mogą dostarczać na ich powierzchnię wodę i materię organiczną. Jedna z teorii mówi też, że asteroidy, zmnieniając co jakiś czas warunki panujące na planetach, mogą wymuszać na znajdujących się tam organizmach przyspieszenie ewolucji w celu dostosowania się do nowych warunków.
Nasze badania wykazały, że jedynie niewielka część odkrytych systemów planetarnych wydaje się posiadać gigantyczne planety umiejscowione w takim miejscu, że mogą one przyczynić się do powstania odpowiedniego pasa astaroid, co z kolei może potencjalnie przyczynić się do pojawienia się życia na pobliskich skalistych planetach. Nasze badania sugerują, że Układ Słoneczny jest raczej czymś wyjątkowym" - mówią uczeni, którzy swój pomysł oparli na teoretycznych modelach i obserwacji pozasłonecznych planet wielkości Jowisza oraz dysków protoplanetarnych.
Zdaniem uczonych umiejscowienie pasa asteroid nie jest przypadkowe. Zwracają oni uwagę, że w naszym systemie znajduje się on pomiędzy Marsem a Jowiszem, blisko granicy, poza którą ulotny materiał, taki jak zamrożona woda, pozostaje nietknięty, gdyż Słońce go nie rozpuszcza. Gdy Układ Słoneczny się formował poza tą granicą istniała gęsta mieszanina skał, lodu i metali, co pozwoliło na powstanie wielkich planet, takich jak Jowisz. Gdy już Jowisz powstał jego oddziaływanie grawitacyjne uniemożliwiło formowanie się kolejnych planet w pobliżu. Zamiast tego materiał uformował pas asteroid.
Aby powstały idealne warunki potrzebujemy olbrzymiej planety, takiej jak Jowisz, która uformowała się zaraz za pasem asteroid i nieco migrowała doprowadzając do rozbicia materiału w pasie, ale nie przeszła przez pas. Jeśli duża planeta, taka jak Jowisz, przeszłaby przez pas, doprowadziłaby do zbytniego rozbicia materiału. Jeśli zaś w ogóle by nie migrowała, bo pas byłby zbyt masywny. Inne planety byłyby tak intensywnie bombardowane przez asteroidy, że życie nigdy by nie powstało - mówi Livio.
Gdy powstawał Układ Słoneczny, po uformowaniu się Jowisza pozostało tyle materiału, że mogłyby powstać mniejsze skaliste planety. Jednak Jowisz nieco przesunął się w stronę Słońca, co rozbiło materiał, niedopuszczając do ich powstania.
Dwójka uczonych, chcąc przetestować swoją teorię, stworzyła liczne modele dysków protoplanetarnych i - w zależności od masy gwiazdy - wyznaczyła granicę istnienia zamarzniętego materiału. Następnie naukowcy przyjrzeli się danym z Teleskopu Spitzera obejmującym 90 gwiazd, wokół których krąży gorący pył, co sugeruje obecność struktury podobnej do pasa asteroid. Temperatury pyłu były zgodne z rozkładem temperatur w ich modelach dysków protoplanetarnych.
Następnie Martin i Livio przyjrzeli się 520 wielkim planetom pozasłonecznym. Okazało się, że tylko 19 z nich znajduje się tuż poza wspomnianą granicą, co oznacza, że zdecydowana większość wielkich planet migrowała na tyle daleko, że nie pozwoliło to na uformowanie się odpowiedniego pasa asteroid, który mógłby co jakiś czas bombardować małe skaliste planety, dając nadzieję na powstanie na nich życia.
Prawdopodobnie mniej niż 4% wszystkich odkrytych systemów planetarnych może posiadać taki pas.
Komentarze (30)
rahl, 5 listopada 2012, 20:22
Coraz częściej się dziwię jak ograniczeni w swojej arogancji są niektórzy naukowcy.
To, że życie w naszym układzie słonecznym powstały w taki właśnie sposób nie znaczy wcale, że innych sposobów nie ma.
Publikowanie takich prac to po prostu ośmieszanie się na forum publicznym.
antykwant, 6 listopada 2012, 01:17
A jak nazwać publikowanie tego typu komentarzy nie mając specjalistycznego w temacie dyskusji wykształcenia?
lester, 6 listopada 2012, 15:38
Te ich wywody podlatują mi "inteligentnym projektem". Poza tym uważanie, że woda jest niezbędna do powstania życia jest cokolwiek naciągane. Takiego jakie znamy - tak, ale wszystkie wnioski ponad to są nadużyciem.
Materia organiczna z asteroid - owszem, czemu nie, tylko rozumiem że przyjęto tu ciche założenie, że planeta jest pod tym względem całkiem jałowa i nie posiada sama z siebie żadnej materii organicznej... no ale przecież powstała z tej samej materii co asteroidy. Jakoś mało to spójne.
Asteroidy wymuszają ewolucję. Tak, ale nie są jedynym jej powodem. Trochę przyspieszają i mocno zmieniają kierunek. Ale równie dobrze mogą zabijać, a nie tylko popychać do przodu. Rozumiem, że bez kolizji nie byłoby ewolucji... taa.
Ogólnie mają trochę racji, ale przedstawiają ją jako jedyną i niepodważalną prawdę, mieszając inteligentny projekt (a więc i kreacjonizm) z ewolucją, chcąc wybić się z tłumu. W uproszczeniu równanie Drake'a mówi że światów musi być multum w obserwowanym wszechświecie, a w śród nich całkiem sporo tych podobnym do naszego. A nawet jeśli w całym wszechświecie nawet poza obserwowanymi granicami jest tylko jeden taki jak nasz i przyjmując argumentację o cechach życia opartego na węglu i potrzebującego tlenu, otoczki atmosfery, ciekłej wody oraz umiarkowanego ciśnienia, to pytanie dlaczego tu, a nie gdzie indziej jest bzdurne tak samo, jak pytanie dlaczego z pośród takiej nieprzeliczalnej liczby atomów (szacuje się na 1078 w obserwowalnym wszechświecie) zbudowani jesteśmy z tych konkretnych (na szybko licząc wyszło mi około 1025).
Dlaczego więc powstało życie? Bo gdyby nie powstało nie miałby kto zadać tego pytania, a skoro zadaje to znaczy, że zaszła taka zbieżność różnych zmiennych, że powstało i rozwinęło się w inteligentną formę jaką znamy. Skupiłbym się na odpowiedzi jak powstało.
@antykwant... ech n/c.
rahl, 8 listopada 2012, 10:16
Ja nie podaję się za naukowca w tej dziedzinie i nie chwalę się przed całym światem swoimi "osiągnięciami" które nie są funta kłaków warte.
Poza tym poczytaj komentarz lestera to może załapiesz.
wilk, 10 listopada 2012, 21:13
Nie zauważyłem nigdzie, by ci naukowcy twierdzili, że ich teoria jest jedyną słuszną. Faktycznie nie wydaje mi się, żeby to asteroidy dostarczały składników, a raczej jedynie działają jako moderatorzy procesów na planecie. Bardziej upatruję tutaj za sprawców komety, które pokonują dużo większą przestrzeń zbierając sobą materiał. Poza tym jak można mówić o innych habitatach, skoro znamy tylko jeden funkcjonujący? To na nim opieramy swoje wnioski, co raczej jest oczywiste. Za dużo Star Treka. ;-)
god_of_dump, 11 listopada 2012, 00:52
Można by odpowiedzieć cytując Alberta Einsteina "Wszyscy wiedzą, że czegoś nie da się zrobić, i przychodzi taki jeden, który nie wie, że się nie da, i on właśnie to robi."
Uważam tutaj, że to właśnie pewne ograniczenia wynikające ze "specjalistycznej wiedzy i wykształcenia" blokują wiele teorii i hipotez...a jak wiemy już z historii, wiele "prawd" zostało obalonych w świetle "nowych dowodów" 
Naukowcom brakuje otwartego umysłu nawet na najbardziej śmiałe pomysły. Tylko dlaczego? Bo coś nie jest oczywiste? Bo wymyślił to młodszy kolega po fachu, który na pewno się nie zna? Tu zgadzam się z rahl'em...nawet powiedziałbym więcej...że niektórzy naukowcy się zachowują jakby zwiedzili każdy zakamarek Wszechświata i zgłębili cała tajemną jego wiedzę...zresztą wystarczy porozmawiać z pracownikami Uniwersytetów itp...sadzę, że będą zgodni co do wielkich profesorów "świętych krów"...
Piotr_, 13 listopada 2012, 21:19
Otwartość umysłów naukowców to jedno, a przemądrzałość domorosłych ekspertów, "bo naukowcy się ... znają" - to drugie.
Historia zna wiele przypadków zahamowania postępu przez światłych naukowców i odkryć będących dziełem osób, by tak rzec, nieuprawnionych. Warto jednak pamiętać, że owi "aroganccy", opierając się na wiedzy, która tak ich ogranicza i blokuje, dokonali odkryć wręcz niebywałych.
Notabene, ośmieszanie się na forum nie jest domeną li tylko "zadufanych naukowców", jak zresztą widać na pierwszym z załączonych obrazków.
Pamiętając - scio nihil scire
P_.
.:KRUK:., 11 stycznia 2013, 09:28
Polecam lekturę T. Kuhna - "Struktura rewolucji naukowych". Tak a propos dyskusji, która się rozwinęła.
madan, 2 lutego 2013, 23:06
Nawet jeśli rację mają panowie badacze, problemem nierozwiązanym jest istnienie pasa astroidów. Materia mineralna, z której zbudowane są skały pochodzi od materii pyłowej stanowiącej dymy po jakiejś hipereksplozji termojądrowej we wczesnych stadiach ewolucji galaktyk – stąd ramiona spiralne zawierające rozległe (na dziesiątki tysięcy lat swietlnych) obłoki materii pyłowej. Pytanie: "Jak z materii pyłowej mogą uformować się obiekty skalne, w dodatku o nieregularnych (a nie kulistych) kształtach?" niewielu zadaje. To pytanie retoryczne z odpowiedzią negatywną. Wszak grawitacja wzajemna cząstek pyłu jest znikoma. Co innego planety. Jedyną przyczyną powstania pasa asteroidów jest zderzenie dużych obiektów o rozmiarach planetarnych, już po powstaniu Układu Słonecznego. Już Sumerowie o tym wiedzieli 5000 lat temu. Pas asteroidów istnieje w miejscu przewidywanym przez regułę TB.
wilk, 3 lutego 2013, 18:52
Na zasadzie akumulacji?
madan, 3 lutego 2013, 20:30
Akumulacja nie jest realna w odniesieniu do materii pyłowej tak rzadkiej. Planety mogły powstać za sprawą bardzo silnego pola grawitacyjnego, a w nim turbulentnych ruchów materii pyłowej i gazowej, w pobliżu formyjącej się gwiazdy. A jeśli już kumulacja, to dlaczego kształt asteroidu lub meteorytu przypomina fragment rozbitego większego obiektu? Dlaczego nie kula?
wilk, 3 lutego 2013, 21:55
http://pl.wikipedia.org/wiki/Równowaga_hydrostatyczna
mnichv10, 3 lutego 2013, 22:03
Może dlatego, że to materia stała i nie rozkłada się równomiernie jak w przypadku gwiazd czy planet w pierwszym stadium życia.
madan, 4 lutego 2013, 16:49
Mnichv10 - Można oczekiwać, że w bardzo ograniczonej objętości ośrodek jest jednorodny. Statystycznie rzecz biorąc powinniśmy oczekiwać pokrywania się równomiernego ze wszystkich stron. Ale sądzę, że mimo wszystko dyskusja na ten temat jest bezprzedmiotowa. W swoim poście napisałem dlaczego.
Wilk - ten link dotyczy planet, a nie tworzenia się kamyków (nawet wielkości kilometra). Sądzę, że tworzenie się ich z pyłu, nawiasem mówiąc dosyć rzadkiego, jak na nasze wyobrażenia, nie jest realne. Sądzę, że pas asteroidów powstał w wyniku jakiegoś zderzenia na skalę planetarną, oczywiście dosyć dawno temu. Swiadczy o tym choćby to, że meteoryty można wyraźnie zgrupować pod względem składu chemicznego (zdecydowanego): skaliste, żelaziste, węglowe (tak z grubsza).
wilk, 4 lutego 2013, 17:25
Wprost przeciwnie. Wyjaśnia on dlaczego asteroidy mają „ostre”, a nie kuliste kształty, o co przecież pytałeś. Odpowiednio mały obiekt o wspólnym środku masy nie ma wystarczającej grawitacji, aby pokonać siły naprężeń ciała sztywnego i otrzymać (oraz utrzymać) geoidalny kształt.
Miej na uwadze fakt, że proces ten trwa niemal tyle samo co tworzenie się planet. Aczkolwiek z rozmaitych przyczyn zalążki planet nimi się nie stały.
Lub też w efekcie rozerwania obiektu przez siły pływowe wywołane jakimś innym pobliskim obiektem o znaczącej grawitacji.
madan, 4 lutego 2013, 21:47
Czy zderzenie, czy rozerwanie, na jedno wychodzi.
Planety powstać mogły z fluktuacji gęstości w dużej skali. Obiekty protoplanetarne od początku mieć musiały sporą masę. Ciekawe, że ich położenie względem Słońca też nie było przypadkowe. Można nawet podejrzewać (nie można wykluczyć w sposób jednoznaczny) nawet istnienie rodzaju skwantowania. Świadczyć by o tym mogła reguła Titiusa-Bodego. Jestem przekonany, że nie chodzi tu o przypadek.
Rozumiem ten argument. Chodzi jednak o to, że kumulacja grawitacyjna nawet wokół jakiejś większej porcji pyłu (kg, dwa) jest wprost nieprawdopodobna - mimo wszystko spore prędkości względne ziaren pyłu i znikoma grawitacja. Mam więc powód do wątpliwości. Oczywiście niczego nie przekreślam.
wilk, 5 lutego 2013, 00:38
W rzeczy samej, grawitacja zaczyna działać dużo później. Pierw okruchy zwyczajnie „lepią” się do siebie pod wpływem elektrostatyki, nie grawitacji. Większe bryłki przemierzając pył zbierają sobą także materiał. Jest to nieco inaczej niż w przypadku protogwiazd.
madan, 5 lutego 2013, 18:32
Zgadzam się. Jakiś wpływ na wzrost ziaren pyłu mogą mieć też reakcje chemiczne przy współudziale promieniowania, szczególnie, gdy w centralnej części układu, skoncentrowana materia staje się gwiazdą. Ale, czy w ten sposób utworzyć się mogą kamyki o masie rzędu kilograma, tony, itd.? W dodatku o kształtach zupełnie dowolnych (a nie jakieś monokryształy)?
wilk, 5 lutego 2013, 18:50
W takim razie w jaki sposób powstają planety? Bo geneza jest podobna.
madan, 5 lutego 2013, 19:33
Pisałem już o tym.
A jak powstało Słońce? Podobnie. Oczywiście nie tylko pyły tam były. Dominował przede wszystkim wodór. Przypuszczam, że w tworzeniu planet jakąś rolę odegrało promieniowanie młodego Słońca i przede wszystkim, znaczące w tej sytuacji pole grawitacyjne. Sam wodór, hel i inne gazy - ciśnienie promieniowania młodej gwiazdy odepchnęło dalej. Dlatego właśnie bliżej Słońca mamy planety skaliste. Gazowe planety olbrzymy krążą dalej. Dość przekonywujący powinien być sąd, że tak powinny wyglądać także inne układy planetarne.
Ale chyba to już inny temat.
wilk, 5 lutego 2013, 20:03
W porządku, ale zalążek przecież też jakoś musiał powstać. Nikt go tam nie wziął i nie umieścił na początku.
To co w takim razie powiesz na „gorące jowisze”?
pogo, 6 lutego 2013, 13:57
tak się wtrącę... jest bardzo prosta przyczyna dla której nie widujemy drobnych skał kosmicznych o sferycznym kształcie: nie każde zderzenie między takimi ciałami powoduje ich połączenie, czasem się one wzajemnie niszczą, kruszą, wyszczerbiają.
A zbita elektrostatycznie kulka jest wyjątkowo odporna na zniszczenie przez mniejsze obiekty. taki rozpędzony "pyłek" wbija się w taką kulkę z ogromną prędkością, rozgrzewając się i zlepiając z ów kulką. przy okazji podtapia pyłki o które się otarł i one się ze sobą zlepiają pozostawiając mikro-krater i tracąc sferyczny kształt, z czasem coraz większe obiekty są w stanie w ten sam sposób się dołączyć zostawiając coraz trudniejsze do zamaskowania kratery.
madan, 6 lutego 2013, 15:35
Nie twierdzę, że zalążek nie mógł powstać. Chodzilo mi o możliwość powstania ciał o wielkości rzędu metra.
Istnienie ich właściwie i wbrew pozorom, potwierdza hipotezę wypowiedzianą w poprzednim poście (dlaczego planety skaliste, to planety wewnętrzne). Układy, w których znaleziono "gorące jowisze" są stosunkowo młode. Poza tym dużo zależy od wielkości ciśnienia promieniowania gwiazdy, szczególnie na początku, gdy jest gwiazdą młodą i mniej stabilną. Ogólnie to sprawa indywidualna, w związku ze zróżnicowaniem wieku, masy, gęstości i składu chemicznego materii w której uformowała się gwiazda wraz z układem planetarnym. Różnorodność jest wprost zasadnicza cechą układów planetarnych.
madan, 7 lutego 2013, 09:26
Pogo, nie przeczę, że taka możliwość istnieje. Uzupełnijmy jednak to, co opisałeś. Te "gorące" zderzenia nie mogły zdarzać się zbyt często, jeśli miały to być zderzenia między grudkami np. centymetrowych rozmiarow. Chodzi o to, że prędkość względna ich raczej nie była zbyt duża, gdyż należały do tego samego fragmentu (powiedzmy, że) obloku materii. Bardziej prawdopodobne, że się sklejały. Prędkości względne molekuł, to inny szczebel – siegają kilometrow na sekundę. Ale te stanowią co najwyżej o temperaturze ciała (statystycznie), która zależy też od natężenia padającego promieniowania i od tempa "stygnięcia" promienistego samych ciał.