O evoluciji ivota na ekstrasolarnim planetama fazni prelaz

O evoluciji života na ekstrasolarnim planetama: fazni prelaz i GRBs kao globalni mehanizmi regulacije Branislav Vukotić Astronomska Opservatorija Beograd www. aob. bg. ac. yu

Astrobiologija i ksenobiologija (astronomija, biologija, geologija i filozofija) n n n What is life? How did life arise on Earth? What kind of environments can life tolerate? How can we determine if life exists on other planets? How often can we expect to find complex life? What will life consist of on other planets? Will it be DNA/Carbon based or based on something else? [2] What will it look like?

Kada je sve počelo? n n n 1995: otkriće prve ekstrasolarne planete (Adams i Lohlin, “Pet doba svemira”). 1999: prvi NAI direktor. Univerziteti sa diplomama iz astrobiologije. Ranije: 1960. Frenk Drejk (Kornel Univerzitet, Grin Benk teleskop u Zapadnoj Virdžiniji) i prvi SETI. Još ranije: 30. oktobar, 1938. Orson Vels i “Rat svetova” Džordža Orvela.

Gde su? n n Fermijev paradoks. Brendon Karter, 1973. na Krakovskom simpozijumu u čast 500 godina od rođenja Nikole Kopernika : Antropički princip (slab: We must be prepared to take account of the fact that our location in the universe is necessarily privileged to the extent of being compatible with our existence as observers. i jak: The Universe (and hence the fundamental parameters on which it depends) must be such as to admit the creation of observers within it at some stage. ) n SETI?

Evolucija života: Karterov argument n n “The anthropic principle and its implications for biological evolution”, B. Carter, 1983, Phil. Trans. R. Soc. Lond. : tb < t* (Zašto je naš dolazak toliko odložen? ), tb ~ t* (Malo verovatno. Nezavisnost dve vremenske skale), tb > t* (Zbog toga smo jedinstveni. ) I u tom slučaju moglo bi se očekivati da negde u svemiru postoji nešto nalik Zemlji. Barem u nekim granicama tolerancije za nastanak života sličnom našem (Koncept GHZ).

Kritika n “Carter on Anthropic Principle Predictions”, P. A. Wilson, 1994, Brit. J. Phil. Sci. n VAŽNO! Da li su skale tb i t* nezavisne? Npr. Oksigenizacija atmosfere da bi se ozonom sprečio štetan uticaj UV zraka (Livio, 1999, 2005).

Paradigma faznog prelaza: tb < t* n “Vremenski prozor” usled globalnih mehanizama regulacije. Npr. “vremenski prozor” stabilnosti klime dovodi do zemljoradnje i civilizacije (Ronald Rajt, “Kratka istorija napretka”).

Suočenje Paradigma retke Zemlje: n n n Posmatrači selektuju astrobiološke parametre. Dominira lokalna regulacija. Jednostavan život sveprisutan. Sunčev sistem atipičan danas. Bez korelacija među “Zemljama”. SETI lišen smisla. Paradigma faznog prelaza: n n n Posmatrači selektuju vreme. Dominira globalna regulacija. Jednostavan život sveprisutan. Sunčev sistem tipičan danas. Prinudne korelacije među “Zemljama”. SETI itekako smislen.

Visokoenergetsko zračenje i život na Zemlji? n n n Dve vrste uticaja: visokoenergetski EM talasi (UV, X- i γ -zraci), te kosmički zraci. “Normalni” izvori: Sunce, galaktička i vangalaktičke pozadine. “Vanredni” izvori: supernove i druge kosmičke eksplozije. I ovi izvori su bili poznati biolozima kao jedan od uzroka mutacija u genotipu. Otto Schindewolf je 1962. u radu pod rečitim naslovom “Neokatastrophismus? ” sugerisao da je terminalno izumiranje u Permu (pre 251 Myr) izazvala eksplozija bliske supernove.

Mehanizmi globalne regulacije n n n GRBs unutar 10 kpc SNe unutar 10 pc Komete i asteroidi prečnika ~ km. Ako je daljina iz koje dolaze veća, onda su opasniji jer imaju veće brzine udara.

Kak osmo saznali o njima? n n Vojne detekcije tokom 1960 -tih… Compton Gamma. Ray Observatory:

Šta smo saznali? n n n Postoje bar dva tipa gamableskova: Duži (30 s), povezani sa terminalnim eksplozijama supermasivnih zvezda (hypernovae). Kraći (300 ms), verovatno stapanja (mergers) binarnih neutronskih zvezda. Optički afterglow Najbliži kandidat za hipernovu jeste čuvena zvezda na južnom nebu Eta Krme (Eta Carinae, na ~2. 5 kpc od Zemlje)…

Galaktička nastanjiva zona n n Gonzalez, Ward & Brownlee (2001): Galactic Habitable zone (GHZ) Spoljna granica: gradijent metaličnosti ( Z = 0, 07 dex/kpc) Unutrašnja granica: dinamička stabilnost, učestalost supernovih i γbleskova, fotojonizacija? Tačne granice GHZ nisu još određene!

Kockanje n n Za sad u MW nije detektovan GRB pa ih simuliramo. Potrebno: generator slučajnih brojeva (Napisati ili pronaći. Bitno je da prolazi statističke testove i da ima dovoljno dug period – Mersenne Twister). Model. I naravno, računar na kome će sve to da proradi i da se uradi u podnošljivom vremenskom periodu. .

Model q q q ~ 200 GRBs za 13. 4 Gyr 10^9 intervala trajanja od 10^2 do 10^10 Myr verovatnoća Q resetovanja astrobiološkog sata

Rezultati n Za sad samo kvalitativne prirode.

10^9 Lineweaver data 10^6 istovremeni početak uniformno log skala

Budući rad n n Rad na kvantitativnom modeliranju: poboljšanje modela GRBs u smislu veze između GRBR i SFR. Bolja procena opsega dužine intervala. Veći broj intervala: brži računar ili optimizacija koda. Uključivanje ostalih bitnih mehanizama globalne regulacije i prostorno modeliranje GHZ (Prostorne i vremenske varijacije parametra Q).