Nastanak Suncevog sistema

1
Prof.dr Dragan Gajic
Da li ima života oko susednih zvezda?
2
Meu stotinama milijardi zvezda u Kosmosu Sunce
je tek jedna prosena omanja zvezda. Izuzetno je
samo po tome to je, po svemu sudei, samo nae
i to samo mi ivimo u njegovoj okolini.
3
Da se podsetimo Sve zvezde koje golim okom
vidimo na naem nebu pripadaju naoj Galaksiji.
Galaksija spada u spiralne galaksije srednje
eliine. Gledano s boka ona lii na dva
priljubljena tanjira, prenika oko 100 000 sg. U
njenom centru je zadebljanje od oko 13 000sg.
Hablova viljukasta klasifikacija galaksija
4
U galaktikoj ravni i disku nalaze se spiralni
kraci sa relativno mladim zvezdama. Oko diska
nalazi se galaktiko halo sa starim zvezdanim
objektima.
Spiralni oblik Galakije rotira i to
diferencijalno. Ovakva rotacija nije
uzrok spiralne forme, ve se radi o tzv. talasima
gustine (QSSS teorija), u koje zvezde ulaze i
izlaze.
5
Sunce se nalazi oko 28 000 sg od sredita
Galaksije, koje se nalazi u pravcu sazvea
Strelac (Sagitarius). Brzina kretanja Sunca
oko galaktikog jezgra je 230 km/s.
Suncu je potrebno oko 230 miliona godina da
napravi pun krug oko sredita Galaksije
(galaktika godina).
6
Glavnih spiralnih krakova ima etiri. Neka novija
istraivanja ukazuju da je jezgro Galaksije sa
preagom, tj. da je ona barirana.
Sunce se trenutno nalazi na obodu tzv. Orionovog
kraka.
7
Sa Zemlje, iznutra, mi na nebeskom svodu vidimo
samo deo Galaksije. To je Mleni Put, svetla
traka koja deli nebo na dva dela. On zauzima
uvek isti poloaj meu zvezdama. Zbog svetlosnog
zagaenja, mi (iz tzv. gradske civilizacije) ga
ne vidimo.
8
O naoj Galaksiji mnogo toga smo saznali
izuavanjem susedne, Andromedine galaksije
(M31). Od nas je udaljena 2.2 miliona sg i
duplo je vea od Galaksije.
M31 i Galaksija su najvee Galaksije u tzv.
mesnoj (lokalnoj) grupi galaksija, kojih ima
preko 30. Oko Andromedine galaksije su i M32 i
M33.
9
Najvei pratioci nae Galaksije su Veliki
(udaljen oko 170 000 sg) i Mali Magelanov oblak
(oko 225 078 sg). Tu je i mnotvo patuljastih
galaksija.
10
U Mlenom Putu ima od 100 do 300 milijardi
zvezda. Najvie ih je u galaktikom jezgru, gde
ih u blizini centra ima nekoliko miliona u pc3.
Parsek (pc) udaljenost sa koje se velika
poluosa Zemljine putanje (1 AU150 miliona km)
vidi pod uglom od 1. Ime potie od paralaksa
od jedne lune sekunde.
1 pc3.26163 sg206 264.8062 AU
3.08567758.1016 m
11
Na poziciji Sunca nalazi se jedna zvezda u 8 pc3.
To pokazuje da je okolina Sunca oskudno
naseljena zvezdama. Kada bi Sunce bilo dimenzija
pomorande, najblia zvezda bila bi udaljena od
njega oko 2000 km (kao odavde do Londona).
Sunce i njemu susedne zvezde nalaze se u
galaktikoj habitacionoj zoni, u kojoj
je poveana metalinost zvezda i u kojoj se moe
oekivati postojanje ivota u Galaksiji.
12
Mesno zvezdano jato ine Sunce i vie susednih
zvezda. Na udaljenosti od 2 pc od Sunca nalazi
se dvadesetak zvezda. Nama najblia zvezda je
Proxima Centaury, koja je udaljena od nas 4.24
sg.
Radi se o crvenoj patuljastoj zvezdi. Gravitaciono
je vezana za Alfa Kentaura, dvojnu zvezdu koja
je najsjajnija na junoj hemisferi neba.
Rastojanje Sunce Proksima Kentaura je oko 270
000 puta vee od rastojanja Zemlja Sunce.
13
Sledea prostorno bliska je Barnardova zvezda.
Ova crvena patuljasta zvezda Udaljena je od nas
5.95 sg. U odnosu na Sunce njena radijalna
brzina je -108 km/s, a tangencijalna 90 km/s.
Ova zvezda juri prema nama i kroz nekoliko
hiljada godina postae na najblii sused. Dugo
se smatralo da ok sebe ima planete, ali to nije
dokazano.
14
Sunce je u svom dvoritu po mnogo emu
jedinstvena zvezda nema prateu zvezdu (planetne
putanje su stabilne), dovoljno je masivno
(emituje dosta svetla i toplote, ima dug
evolucioni put i dugo je u stabilnoj fazi), nije
promenljivog sjaja (povovoljno za razvoj
ivota), ima vie tekih elemenata od zvezda u
okolini (to je omoguilo postojanje kamenitih
planeta), putanja galaktikog centra je sa malim
ekscentricitetom (ne izlazi iz habitacione zone
blie galaktikom centru, gde su ee opasne
eksplozije supernovih), mali je nagib putanje
(male su perturbacije Ortovog oblaka, ime
se smanjuje frekventnost ekstinkcija, zbog udara
kometa).
15
Prilikom izbora potencijalno nastanjivih zvezda
u komiluku treba voditi rauna o sledeem a)
nastanjive zone za toplije zvezde su dalje od
zvezde, ali su i ire, jer su toplije zvezde
sjajnije i luminoznije b) treba tragati za
zvezdama ije su mase izmeu 0.5 i 1.4 Sunevih
masa, jer ive dovoljno dugo u stabilnoj fazi c)
treba birati zvezde u ijim su spektrima
detektovani tei elementi (C, N, Fe, O, P,...),
neophodni za razvitak ivota d) ne treba
razmatrati dvojne i viestruke zvezde
(a takvih je 65), jer je to nepogodan faktor za
stabilnost planetnih putanja.
16
Najzad, treba tragati za zvezdama koje imaju
planetarne sisteme. Danas (2007. god.) se zna za
preko 250 planetarnih sistema, ali detekcija
planeta jo uvek predstavlja problem, tako da jo
uvek nismo sigurni koje zvezde iz naeg kvarta
imaju planete. Osim toga, uglavnom su, iz
razumljivih razloga, detektovane dinovske, tople
planete (vreli Jupiteri), koje nisu pogodne za
razvoj ivota.
Svega nekoliko otkrivenih ekstrasolarnih planeta
podsea na Zemlju.
17
Sve ovo znatno suava broj interesantnih susednih
zvezda.
18
Sirijus
Posle Sunca najsjajnija zvezda naeg neba (Alpha
Canis Majoris A). Mlada zvezda (300 miliona
godina). Oko 2.2 puta je masivnija od Sunca.
Bre e sagoreti i za oko 700 miliona godina,
prestae da bude stabilna.
Klase je A, sa povrinskom temperaturom od 10 000
K. Udaljena je od nas oko 8.6 sg.
19
Na osnovu talasanja putanje 1862. godine
otkriveno je da ova zvezda ima pratioca,
Sirijus B. Radi se o tamnom, patuljastom (tek
2.5 puta veem od Zemlje) belom pratiocu, koji
je gasovit i pored enormne gustine. Udaljen je
od Sirijusa A kao Uran od Sunca. Obilazi oko
Sirijusa A za 49.7 godina.
20
Eko zona Sirijusa je dosta iroka (mogla bi da
obuhvati vie planeta). Ukoliko postoje, morale
bi da budu mlade, sa toplim i plitkim okeanima.
Logino je oekivati vulkansku aktivnost na
njima. Atmosfere bi bile prostrane i guste, ali
bez ozona. Primitivni oblici ivota (npr.
anaerobne bakterije) mogli bi da se razviju na
dnu okeana. Ne bi bilo vremena za razvoj
sloenijih formi.
21
Procyon
Subdinovska uta zvezda (F klase) udaljena oko
11 sg od nas. Na povrini mu je temperatura oko
7300 K. Najsjanija je zvezda u sazveu Mali Pas
(aCMi). Severnije je od Sirijusa i izlazi pre
njega (otuda i ime na arapskom Prokuon - pre
Psa).
Oko 1.75 puta je masivniji od Sunca i oko 1.7
puta ima vei prenik od njega. Sagoreo je sav
helijum i na pragu je svog umiranja. Ima
pratioca (Procyon B), belog patuljka, koji je
bio crveni din pre oko 100 miliona godina.
Zemljine je veliine, gui je od Sirijusa B i
manje zrai od njega. Period obilaska 40.6 g.
22
Eko zona je dalja od zvezde i prostranija je od
Suneve, ali bi ivotni vek planeta bio za
milijardu godina krai od Zemljinog, tako da nema
vremena za razvitak sloenog oblika ivota.
Klima na planetama bila bi toplija od Zemljine,
ali kako Procyon emituje vie UV zraenja od
Sunca, organizmi bi morali da imaju savren
odbrambeni aparat (pigmentacija). Nakon zavrne
faze u ivotu Procyona B, od moguih okeana na
planetama verovatno su ostale samo barice.
23
Epsilon Eridani
Narandasta patuljasta zvezda koja (K klasa)
sa povrinskom temp. od 5200 K. Udaljena je od
nas 10.8 sg. Nalazi se u sazveu Eridan
(mitska reka u koju se strmoglavio Faeton moda
se radi o reci Po na severu Italije).
Neto je hladnija i manja od Sunca, ali je
dugakog ivotnog veka. Nema prateu zvezdu.
Pomno se traga za planetama oko ove zvezde.
Verovatno bi bila pogodna za preseljenje. Meta
je SETI programa.
24
Habitaciona zona joj je ua od Suneve i blie je
zvezdi. U takvoj zoni verovatno nema vie
planeta, ali je idealna za postojnje ivota
slinog zemaljskom. Oko nje je detektovan bledi
pranjavi disk.
25
Tau Ceti
_at_uta patuljasta zvezda slina Suncu. Udaljena je
od nas oko 12 sg. Pripada sazveu
Kita. Povrinska temperatura joj je oko 5500 K
(G klasa, kojoj pripada i Sunce). Neto je
manje mase od Suneve.
Ima enormno sopstveno kretanje (za godinu dana
se pomeri za 2 po nebeskoj sferi). Dva puta je
manjeg sjaja od Sunca. Sijae ujednaenim sjajem
jo oko 10 milijardi godina, to je dovoljan
period za nastanak i najsloenijih formi ivota.
26
Nastanjiva zona ove zvezde je ua od Suneve i
neto je blie zvezdi. Problem bi bio ukoliko se
u toj zoni nalazi dinovska gasovita planeta, jer
u tom sluaju u ovoj zoni ne bi postojale druge,
stenovite planete. Ali bi ivot na nekom od
satelita dinovske planete bio vrlo verovatan.
27
UV Ceti
Crveni patuljak (M klase) u sazveu Kita.
Udaljen je od Sunca oko 8.4 sg. Spada u
eruptivne promenljive (erupcije u proseku na
svakih 20 sati), sa naglim porastom sjaja (u
toku jednog minuta) i sporim oporavkom (od
desetak minuta do nekoliko sati).
Masa mu je skoro deset puta manja od Suneve.
Zato e mu ivot biti izuzetno dug (od 50
milijardi do 50 biliona godina). Niske je
povrinske temperature (2 500 K) i jako malog
sjaja, tako da mnogi ovakve zvezde (kojih je oko
70 u Galaksiji) i ne ubrajaju u zvezde.
28
Nastanjiva zona UV Ceti bila bi vrlo uska i
sasvim blizu zvezde. Zbog blizine zvezde planeta
bi zakucala sopstvenu rotaciju, tako da bi na
jednoj njenoj strani bio stalno dan, a na drugoj
stalno no. Meutim, ako u atmosferi planete ima
dosta CO2, efektom staklene bate stvarala bi se
dovoljna koliina toplote, koja bi se prenosila
i na nonu stranu. Svetlosti za fotosintezu bilo
bi malo, ali bi mogu ivot dobijao geotermalnu
energiju, pa bi ivot bio mogu i na nonoj
strani. To bi bio ivot ni malo slian
zemaljskom.
29
Sve u svemu, komiluk nam deluje dosta pusto i
beivotno, mada...
30
Hvala na panji!
To be continued