Перегляд вихідного коду сторінки Зона, придатна для життя

[[File:Diagram of different habitable zone regions by Chester Harman.jpg|thumb|300px| Діаграма, що зображує межі зони проживання навколо зірок і те, як на межі впливає тип зірки. Цей графік включає планети [[Сонячна система|Сонячної системи]] (Венеру, Землю та Марс), а також особливо важливі екзопланети, такі як [[TRAPPIST-1d]], [[Kepler-186f]] і наш найближчий сусід [[Проксима Центавра b]].]]

'''Зо́на, при́датна для життя́''' також '''Зона проживання''' ({{lang-en|Habitable zone}}) (в [[астрономія|астрономії]])&nbsp;— ділянка поблизу [[зоря|зорі]], де температура, створювана внаслідок [[Коефіцієнт поглинання (оптика)|поглинання]] випромінювання зорі твердою поверхнею [[екзопланета|екзопланети]] чи іншого твердого тіла, придатна для існування [[рідина|рідкої]] [[вода|води]]. Рідка вода на сьогодні вважається необхідною умовою для можливості виникнення життя [[Життя на Землі|земного типу]], оскільки вона потрібна для [[хімічна реакція|біохімічних реакцій]].

У астрономів для позначення зони, придатної для життя, може використовуватись англомовний термін ''Goldilocks Zone'' («Зона Златовласки»)<ref>{{cite web |title=На планеті, яка обертається навколо вмираючого сонця, може існувати життя |url=https://www.bbc.com/ukrainian/news-60345251 |website=BBC News Україна |accessdate=29 червня 2023 |language=uk}}</ref>. Вислів походить від англійської казки [[Три ведмеді|«Златовласка і три ведмеді»]]. [[Стівен Гокінг]] казав: «подібно до Златовласки, розвиток розумного життя вимагає, щоб планетарні температури були „якраз“»<ref>S Hawking, ''The Grand Design'' (London 2011) p. 194</ref>, тобто на планеті повинно бути не надто гаряче і не надто холодно. Також зустрічається схожий за змістом термін «Зірки Златовласки» для позначення [[Помаранчевий карлик|зірок K-класу]].

== Фізичні характеристики ==

Зоря випромінює енергію у вигляді світла згідно з [[Закон Стефана — Больцмана|законом чорного тіла]] й, відповідно, [[потік випромінювання]] з одиниці площі зорі залежить від її [[ефективна температура|ефективної температури]]: чим вища температура поверхневих шарів, тим більша кількість енергії, що випромінюється з одиниці площі поверхні зорі за [[секунда|секунду]]. Разом з тим, чим більша [[Сфера#Формули|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 ([[екзопланета|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&nbsp;°C (температура [[кипіння]] води за земного атмосферного тиску). Ця відстань дає ближню межу, за якою вода може перебувати в рідкому стані. З віддаленням космічного тіла від зорі потік випромінювання, що падає на його поверхню, зменшується й на певній відстані від зорі температура поверхні тіла становитиме 0&nbsp;°C (температура [[Кристалізація|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 [[Сонячна система|Сонячною системою]], відстань від зорі, на якій існує зона, придатна для життя земного типу, обчислюється виходячи з розміру та [[світність|світності]] зорі. Центр зони життя для кожної конкретної зорі обчислюють за формулою:

:: <math>d_{AU} = \sqrt {L_{star}/L_{sun}}</math>

: де
:: <math>d_{AU} \,</math>&nbsp;— середній радіус зони, придатної для життя, в [[астрономічна одиниця|астрономічних одиницях]],
:: <math>L_{star} \,</math>&nbsp;— [[світність]] зорі,
:: <math>L_{sun} \,</math>&nbsp;— світність [[Сонце|Сонця]].

== Сонячна система ==
[[Файл:Gliese 581 - 2010 ukr.jpg|400px|міні|праворуч|Зона, придатна для життя, в планетних системах [[Сонячна система|Сонця]] та [[Глізе 581]]]]

У [[Сонячна система|Сонячній системі]] зона, придатна для життя, охоплює проміжок від 0,2056 до 1,37 [[астрономічна одиниця|астрономічних одиниць]] від Сонця{{Джерело?}} й в цій ділянці розташовані планети [[Меркурій (планета)|Меркурій]], [[Венера (планета)|Венера]]{{Джерело?}}, [[Земля]] та [[Марс (планета)|Марс]].

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

=== Температура на орбіті Землі ===
Оскільки орбіта Землі не є колом, то необхідно враховувати параметри еліпса. Радіус земного афелію рівний:
: <math>R_{EA} = 1,52097701\cdot 10^{11} </math>м
Радіус земного перигелію рівний:
: <math>R_{EP} = 1,47098074\cdot 10^{11} </math>м.
Величина півосі земної орбіти:
: <math>a_E=R_{E.orb} = 1,495978875\cdot 10^{11} </math>м, а величина ексцентриситету:
: <math>\epsilon_E=\frac{\xi_E-1}{\xi_E+1} = 0,016710219 </math>,
де <math>\xi_E=\frac{R_{EA}}{R_{EP}} = 1,033988392 </math>.

Сонячна світність є постійна для Сонячної системи величина:
: <math>L_\text{Sol}=4\pi R_\text{Sol}\sigma T_\text{Sol}^4 = 3,8460\cdot 10^{26} </math>Вт, де:
: <math>R_\text{Sol} = 6,955\cdot 10^{8} </math> м&nbsp;— радіус Сонця;
: <math>T_\text{Sol}=5780 </math> К&nbsp;— температура поверхні Сонця;
: <math>\sigma=\frac{\pi^2k_B^4}{60c^2\hbar^3} = 5,6703730\cdot 10^{-8} </math> Вт/(м<sup>2</sup>·К<sup>4</sup>)&nbsp;— [[стала Стефана — Больцмана]].
Значення температури (потенційне) на орбіті Землі визначається формулою:
: <math>T_i=\left(\frac{L_\text{Sol}}{4\pi R_i^2\sigma}\right)^{1/4}</math>К.
Температура на орбіті для різних крайніх точок подана в Таблиці 1:
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto; background-color: #ffffff"
|+Таблиця 1: Температура на земній орбіті
! n/n
! Радіус орбіти, [[метр|м]]
! Температура, [[кельвін|К]]
|- align="left"
| 1
| <math>R_{EP}=1,47098074\cdot 10^{11} </math>

| 397,4
|-
| 2
| <math>a_E=R_{E.orb}=1,495978875\cdot 10^{11} </math>
| 394,1
|-
| 3
| <math>R_{EA}=1,52097701\cdot 10^{11} </math>
| 390,8
|}
Очевидно, що значення температури випромінювання Сонця на орбіті Землі достатні для існування води у всіх її станах. Температура плавлення води дорівнює:
: <math>T_m(H_2O) = 273,16 </math> К, а температура випаровування:
: <math>T_w(H_2O) = 373,16 </math>К.
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:
: <math> T_\text{Mars}= \left(\frac{L_{Sol}}{4\pi R_\text{Mars}^2\sigma}\right)^{1/4} = 319,255 </math>&nbsp;К, де <math>R_\text{Mars}=2,27939\cdot 10^{11} </math>м&nbsp;— радіус орбіти Марса.

== Планетні системи навколо інших зір ==

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

=== Система TRAPPIST-1 ===
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 ==
{{main|Життєпридатність планети}}
{{Розширити розділ|дата=березень 2012}}
Врахування всіх необхідних для існування життя умов визначає [[життєпридатність планети]].

# Наявність джерела енергії.
#* Найпотужнішим, але не єдиним джерелом зазвичай виступає [[Материнська зоря|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.
# Рівень радіаційного фону. Жорстке випромінювання руйнує складні органічні молекули, що значно ускладнює існування білкової форми життя.
# Стабільність орбіти сприяє формуванню стабільних умов на самій планеті.
# Хімічний склад повинен бути досить різноманітним, оскільки для формування життя потрібні різні хімічні елементи.<!--Для умов вуглецевого життя земного типу на планетах, що перебувають в зоні життя, повинна бути вода в рідкому стані, оскільки вона потрібна для біохімічних реакцій. Крім того, необхідні певні температурні умови, вміст [[кисень|кисню]] тощо.-->

== Див. також ==
* [[Тераформування]]
* [[Снігова лінія (астрофізика)|Снігова лінія]]

{{Без виносок|дата=березень 2012}}

== Примітки ==
{{reflist}}

== Література ==

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

== Джерела ==

* [http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog The Habitable Exoplanets Catalog] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111020180543/http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog |date=20 жовтня 2011 }} (PHL/[[University of Puerto Rico at Arecibo|UPR Arecibo]])
* [http://www.hzgallery.org/ The Habitable Zone Gallery] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120331024142/http://www.hzgallery.org/ |date=31 березня 2012 }}
* [http://www.daviddarling.info/encyclopedia/H/habzone.html The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy and Spaceflight (Habitable Zone)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070523143747/http://www.daviddarling.info/encyclopedia/H/habzone.html |date=23 травня 2007 }}
* [http://www.daviddarling.info/encyclopedia/G/galactic_habitable_zone.html The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy and Spaceflight (Galactic Habitable Zone)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120510191720/http://www.daviddarling.info/encyclopedia/G/galactic_habitable_zone.html |date=10 травня 2012 }}
* [http://www.solstation.com/habitable.htm «Stars and Habitable Planets» at SolStation] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081001194624/http://www.solstation.com/habitable.htm |date=1 жовтня 2008 }}

== Посилання ==

* [http://sciencereview.org/news.php?nid=423 Життя у Всесвіті було б неможливе без Юпітера] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20131127014533/http://sciencereview.org/news.php?nid=423 |date=27 листопада 2013 }}


{{Колонізація космосу}}
{{Позаземне життя}}
{{Екзопланети}}
{{Бібліоінформація}}

[[Категорія:Колонізація космосу]]
[[Категорія:Екзопланети]]