Κατοικήσιμη ζώνη
Στην
Αστρονομία, την Βιοαστρονομία και την Αστροφυσική, η Περιαστρική Κατοικήσιμη Ζώνη (CHZ – Circumstellar Habitable Zone), ή απλά η Κατοικήσιμη Ζώνη, είναι η περιοχή γύρω από έναν αστέρα στην οποία η προσπίπτουσα ροή ακτινοβολίας θα επέτρεπε την παρουσία νερού σε υγρή φάση στην επιφάνεια ενός βραχώδους πλανήτη ή δορυφόρου. Με άλλα λόγια, έτσι ορίζεται η ζώνη απόστασης στην οποία ένας πλανήτης ή δορυφόρος πρέπει να βρίσκεται από τον κεντρικό αστέρα του, προκειμένου το νερό να είναι μόνιμα παρόν σε υγρή μορφή, ως προϋπόθεση για την ύπαρξη ζωή που μοιάζει με αυτήν στην επιφάνεια της Γης.
Το όριο της κατοικήσιμης (φιλόξενης) ζώνης που διαθέτουν τα αστέρια καθορίζεται βάσει της θέσης της Γης στο Ηλιακό Σύστημα και την ποσότητα της ακτινοβολούμενης ενέργειας που λαμβάνει από τον Ήλιο.
Λόγω της σημασίας του υγρού νερού για τη Γήινη βιόσφαιρα, η ύπαρξη της Περιαστρικής Κατοικήσιμης Ζώνης αποτελεί σημαντικό χαρακτηριστικό για την επίτευξη πλανητικής κατοικησιμότητας. Αυτό σημαίνει ότι είναι πιθανό, εντός αυτής της ζώνης, ένα ουράνιο σώμα να διαθέτει συνθήκες ευνοϊκές για την ανάπτυξη και την επιβίωση ζωής,[1][2][3][4][5] όπως η Γη.
Στον αγγλόφωνο κόσμο, η Περιαστρική Κατοικήσιμη Ζώνη αναφέρεται και ως «ζώνη Γκόλντιλοκς» («Goldilocks zone») ή «ζώνη της Χρυσομαλλούσας», από το παραμύθι «Goldilocks and the Three Bears», στο οποίο παίζει ρόλο η σωστή ισορροπία μεταξύ δύο άκρων, καθώς το ομώνυμο μικρό κορίτσι επιλέγει κάθε φορά τη μέση από τις 3 πιθανές επιλογές, απορρίπτοντας την πολύ μεγάλη και την πολύ μικρή.
Όρια κατοικήσιμης ζώνης Επεξεργασία
Τα όρια της κατοικήσιμης ζώνης καθορίζονται με βάση τις απαραίτητες συνθήκες για την παρουσία υγρού νερού στους πλανήτες που βρίσκονται σε αυτήν, καθώς είναι απαραίτητος διαλύτης σε πολλές βιοχημικές αντιδράσεις.
Αν είναι πιο μακριά από το εξωτερικό όριο της κατοικήσιμης ζώνης, ο πλανήτης δεν λαμβάνει αρκετό ηλιακό φως για να αντισταθμίσει τις απώλειες ακτινοβολίας και η θερμοκρασία του θα πέσει κάτω από το σημείο πήξης του νερού και όλα θα παγώσουν. Από την άλλη, ένας πλανήτης πιο κοντά στον ήλιο του από το εσωτερικό όριο της κατοικήσιμης ζώνης θα υπερθερμανθεί από την ακτινοβολία, με αποτέλεσμα το νερό να εξατμιστεί.
Αν και οι εκτιμήσεις ποικίλλουν σύμφωνα με τον συγγραφέα, οι πιο ευρέως αποδεκτές εκτιμήσεις θέτουν τα περιθώριά τους στο ηλιακό σύστημα σε απόσταση μεταξύ 0,84 και 1,67 αστρονομικές μονάδες από τον Ήλιο. Αν η Γη είχε τροχιά πλησιέστερη από το εσωτερικό όριο της κατοικήσιμης ζώνης, η ηλιακή ακτινοβολία θα είχε πυροδοτήσει μια διαδικασία παρόμοια με εκείνη που παρατηρείται στην Αφροδίτη, η οποία θα υπέβαλε τον πλανήτη μας σε ένα ανεξέλεγκτο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Αντιθέτως, αν η τροχιά της υπερέβαινε το εξωτερικό όριο, όλα τα επιφανειακά νερά θα πάγωναν και η Γη θα έπεφτε σε μια παγκόσμια αιώνια εποχή των παγετώνων.
Καθώς τα αστέρια γίνονται φωτεινότερα και θερμότερα κατά τη διάρκεια της εξέλιξής τους στην κύρια ακολουθία, λογικά η κατοικήσιμη ζώνη σταδιακά απομακρύνεται από το αστέρι. Για να βελτιστοποιηθεί η δυνατότητα ανάπτυξης ζωής, ένας πλανήτης θα πρέπει να βρίσκεται σε τροχιά που παραμένει στην κατοικήσιμη ζώνη για όσο το δυνατόν περισσότερο. Τελικώς όμως, η κατοικήσιμη ζώνη, καθώς σταδιακά μετατοπίζεται προς τα έξω, θα αφήσει πίσω της τον πλανήτη. Ενδεχομένως να συνέβη κάτι τέτοιο στο παρελθόν με την Αφροδίτη, καθώς είναι πιθανό ότι ήταν μέσα σε αυτήν όταν ο Ήλιος ήταν λιγότερο φωτεινός.
Γύρω από τον Ήλιο, οι περισσότεροι επιστήμονες τοποθετούν την κατοικήσιμη ζώνη μεταξύ 142 και 235 εκατομμυρίων χιλιομέτρων. Η Γη, που βρίσκεται 149,6 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο, είναι επομένως κοντά στο εσωτερικό της όριο. Καθώς ο Ήλιος γίνεται σταδιακά θερμότερος και φωτεινότερος (η φωτεινότητα του αυξάνεται κατά 7% ανά δισεκατομμύριο χρόνια), η Γη δεν θα είναι πλέον στην κατοικήσιμη ζώνη σε 1 - 1,7 δισεκατομμύρια χρόνια, διότι οι θερμοκρασίες στην επιφάνειά της θα έχουν γίνει ασύμβατα υψηλές για την ύπαρξη ζωής.
Άλλες παράμετροι Επεξεργασία
Συχνά, η έννοια ενός περιβάλλοντος στο οποίο η ζωή είναι δυνατή σε γνωστή ή παρόμοια μορφή επεκτείνεται επίσης και σε παραμέτρους εκτός από το κλίμα και το υγρό νερό. Για παράδειγμα, είναι απαραίτητο και η ατμοσφαιρική πίεση στον πλανήτη να μην είναι ούτε πολύ υψηλή ούτε ελάχιστη ή ανύπαρκτη. Παράλληλα, υφίσταται και ο όρος κατοικήσιμη ζώνη UV, στην οποία η υπεριώδης ακτινοβολία πρέπει να αντιστοιχεί σε εκείνη της (πρώιμης) Γης ή για μια κατοικήσιμη ζώνη ενός γαλαξία στην οποία έχουν ήδη σχηματιστεί αρκετά βαριά στοιχεία, αλλά από την άλλη δεν συμβαίνουν πολλές εκρήξεις σουπερνόβα. Επίσης, υπάρχει η έννοια της κοσμικής κατοικήσιμης ηλικίας.
Περιστασιακά, μπορεί να εμφανιστούν επικαλυπτόμενες γαλαξιακές κατοικήσιμες ζώνες. Καθώς σχηματίζεται διπλό αστρικό σύστημα με μηδενική εκκεντρότητα, οι κατοικήσιμες ζώνες γύρω από τα μητρικά αστέρια μπορεί να επικαλύπτονται και να μεγεθύνονται (συνήθως όταν τα δύο αστέρια βρίσκονται στο περίαστρο και λιγότερο συχνά όταν τα άστρα βρίσκονται στο άπαστρον).
Παραπομπές Επεξεργασία
- ↑ Su-Shu Huang, American Scientist 47, 3, pp. 397–402 (1959)
- ↑ Dole, Stephen H. (1964). Habitable Planets for Man. Blaisdell Publishing Company. σελ. 103.
- ↑ J. F. Kasting, D. P. Whitmire, R. T. Reynolds, Icarus 101, 108 (1993).
- ↑ Kopparapu, Ravi Kumar (2013). «A revised estimate of the occurrence rate of terrestrial planets in the habitable zones around kepler m-dwarfs». The Astrophysical Journal Letters 767 (1): L8. doi:. Bibcode: 2013ApJ...767L...8K. http://iopscience.iop.org/2041-8205/767/1/L8.
- ↑ Cruz, Maria; Coontz, Robert (2013). «Exoplanets - Introduction to Special Issue». Science 340 (6132): 565. doi:. PMID 23641107. http://www.sciencemag.org/content/340/6132/565. Ανακτήθηκε στις 18 May 2013.