Изворни код странице Циркумстеларна настањива зона

[[Датотека:Diagram of different habitable zone regions by Chester Harman.jpg|300px|мини|Дијаграм који приказује границе насељене зоне око звезда и како на те границе утичу одређени типови звезда. Овај простор укључује планете Сунчевог система (Венеру, Земљу и Марс), као и посебно значајне егзопланете попут Трапист-1д, [[Кеплер-186ф]] и нашег најближег суседа [[Проксима Кентаури|Проксиме Кентаури б]]]]
'''Циркумстеларна настањива зона, околозвездана зона''' или '''екосфера звезде''' је узан прстен око матичне звезде, у којој владају услови за живот слични онима какаве познајемо на Земљи. То је простор око звезде у коме су услови погодни за стварање живота заснованог на угљенику. Одређен је висином температуре, која треба да омогући постојање течног омотача. Настањивњ зине за топлије звезде су далеко од звезде, али су и шире, јер су топлије звезде сјајније и луминозније.<ref>Su-Shu Huang, American Scientist 47, 3, pp. 397–402 (1959)</ref><ref name="dole-1964">{{cite book |url=https://www.rand.org/pubs/commercial_books/CB179-1.html |title=Habitable Planets for Man |publisher=Blaisdell Publishing Company |last=Dole |first=Stephen H. | year=1964 |page=103}}</ref><ref name="F. Kasting, D. P 1993">J. F. Kasting, D. P. Whitmire, R. T. Reynolds, Icarus 101, 108 (1993).</ref><ref name="kopparapu-2013">{{cite journal |url=http://iopscience.iop.org/2041-8205/767/1/L8 |title=A revised estimate of the occurrence rate of terrestrial planets in the habitable zones around kepler m-dwarfs |author=Kopparapu, Ravi Kumar |journal=The Astrophysical Journal Letters | year=2013 |volume=767 |issue=1 |doi=10.1088/2041-8205/767/1/L8 |arxiv=1303.2649 |pages=L8|bibcode = 2013ApJ...767L...8K}}</ref><ref name="SCI-20130503">{{cite journal |last=Cruz |first=Maria |last2=Coontz |first2=Robert |title=Exoplanets - Introduction to Special Issue |url=http://www.sciencemag.org/content/340/6132/565 |journal=[[Science (journal)|Science]] |volume=340 |page=565 |doi=10.1126/science.340.6132.565 |pmid=23641107 |accessdate=18. 5. 2013 |issue=6132 | year=2013}}</ref>

Ова зона није само један појас у равни екватора звезде (како се обичо графички приказује), већ је то сфера која обавија читаву звезду. Утврђивање настањивих зона налази се у функцији трагања за животом, што понекад, губи из вида астробиолошки смисао изучавања. Јер када астробиолози и други научници говоре о животу ван наше планете онда обично они мисле на живот који нам је познат, који је у својој основи исти као овај наш на Земљи. Међутим можда дубоко у свемиру постоји сасвим другачији облици живота, засновани на неким егзотичним елементима, али то је мало вероватно и са научног становишта, за сада, необјашњиво.

== Правилнија дефиниција ==
Како циркумстеларна настањива зона зависи не само од типа звезде, већ и од природе тела на коме се очекује присутво течне воде, или то тело има одговарајућу атмосферу, правилнија дефиниција настањиве зоне гласила би:
{{цитат2|''То је оно подручје око звезде у оквиру којег тело планетарне масе са одговарајућом атмосфером (азот, вода, угљен-диоксид) и довољним атмосферским притиском има на својој површини течну воду.''}}
Од 2001. године у литератури се среће и појам '''глактичка хабитациона зона''' (скраћено ГХЗ).

== Историјат ==
Идеја о настањивим зонама стара је преко шест деценија па њене зачетке налазимо у литератури из 1953. године.{{напомена|Hubertus Strughold, ''The Green and the Red Planet'': ''A Physiological Study of the Possibility of Life on Mars'', Harlow Shapley: ''Liquid Water Belt''.}} Сам термин настањива зона ({{јез-ен|habitable zone}}) скован је 1959. године од стране америчког астрофизичара кинеског порекла Су Шу Хуанга.

Даља сазнања о настањивим зонама како се буду развијала мењаће и њихову дефиницију, тако да ће са већим познавањем живота и дубљим продорима у тајне универзума, она претрпети још доста у свом садржају.
== Општа разматрања ==
Настањива зона или орбитални регион око звезде, је простор у коме земљиште налик Земљи може поседовати течну воду на својој површини и тако евентуално подржати живот. Течна вода је од суштинског значаја за живота на Земљи, па дефиниција настањиве зоне заснива се на претпоставци да ванземаљски живот мора испунити овај захтев. Ово је веома конзервативна дефиниција, јер у настањивој зони температура мора да буде у одређеном интервалу који омогућује постојање живота. Уколико се ради о воденом омотачу температура треба да се креће између 0 и 100 <sup>0</sup>С. У случају виших притисака температуре могу да буду и преко 100 <sup>0</sup>С.

Температура на површини планете не зависи само од њене близине сопоственој звезди већ и од других фактора као што је ефекат стаклене башту, који има својство да апсорбује инфрацрвено зрачење и топлоту са површине планете.

Штавише, унутрашњи извори енергије као што је радиоактивно распадање може загрејати површину планете до тачке топљења воде. Ови извори енергије могу одржавати подземне резервоаре течне воде, тако да планета може да садржи живот иако се она не налази у насељивој зони своје звезде. Земља, на пример, има испод површине биосферу, која се састоји скоро искључиво од једноставних организама који могу опстати у кисеоником сиромашној средини. Јупитеров месец Европа има течну воду у океанима који су десетине километара испод његове површине, и може имати услове за становање неких организама.

Око 40 планете, укључујући најближе екстрасоларне планете, које су у систему [[Проксима Кентаури]], и три планете систему Трапист-1, поседује орбите унутар настањива зона њихових звезда. Тако су нпр. астрономи [[Европска јужна опсерваторија|Европске јужне осперваторије]] (-{ESO}-) 24. августа 2016. године саопштили су да је у сазвежђу Кентаури откривена планета слична [[Земља|Земљи]], названа [[Проксима Кентаури Б]]. Ова планета орбитира у настањивој зони око Проксиме Кентаури на растојању од приближно 0,05 астрономских јединица (око 7 милиона [[километар]]а). Маса јој је процењена на око 1,3 Земљине, а круг око Проксиме Кентаури направи за око 11,2 земаљска дана. Процењена [[температура]] на површини планете омогућује постојање текуће воде.

Астрономи су такође користили климатске симулације за екстрасоларне планете (нпр попут [[Кеплер-452б|Кеплера-452Б]]) и утврдили да могу имати површинску воду под правим климатским условима. Маса планете Кеплер-452б је вероватно пет пута већа од Земљине, а сила теже двоструко јача од оне на Земљи, иако су израчунате масе егзопланете само грубе процене. Ако се ради о [[Терестричка планета|терестричкој планети]], онда је највероватније [[Суперземља]] са много активних вулкана због тога што има већу масу и густину. Облаци на планети би тада били густи и магловити, а гледано из свемира покривали би велики део површине. Кеплер-452 би изгледао скоро идентично као [[Сунце]] ако би се гледао са површине Кеплер-452б егзопланте.<ref>-{NASA Kepler press conference}-. 23. 7. 2015.</ref>

Није познато да ли је Кеплер-452б [[терестричка планета]] или мала гасовита планета,<ref name="RinconP2015">{{cite news |last = Rincon|first = Paul|url = http://www.bbc.com/news/science-environment-33641648|title = 'Earth 2.0' found in Nasa Kepler telescope haul|publisher = [[Би-Би-Си њуз|BBC News]]|date=23. 7. 2015|accessdate=24. 7. 2015}}</ref> али обзиром на његов мали полупречник, постоји релативно велика вероватноћа (између 49% и 62%) да је стеновита планета.<ref name="Jenkins2015">{{cite journal|last=Jenkins|first=Jon M.|last2=Twicken|first2=Joseph D.|last3=Batalha|first3=Natalie M.|last4=Caldwell|first4=Douglas A.|last5=Cochran|first5=William D.|last6=Endl|first6=Michael|last7=Latham|first7=David W.|last8=Esquerdo|first8=Gilbert A.|last9=Seader|first9=Shawn|last10=Bieryla|first10=Allyson|last11=Petigura|first11=Erik|last12=Ciardi|first12=David R.|last13=Marcy|first13=Geoffrey W.|last14=Isaacson|first14=Howard|last15=Huber|first15=Daniel|last16=Rowe|first16=Jason F.|last17=Torres|first17=Guillermo|last18=Bryson|first18=Stephen T.|last19=Buchhave|first19=Lars|last20=Ramirez|first20=Ivan|last21=Wolfgang|first21=Angie|last22=Li|first22=Jie|last23=Campbell|first23=Jennifer R.|last24=Tenenbaum|first24=Peter|last25=Sanderfer|first25=Dwight|last26=Henze|first26=Christopher E.|last27=Catanzarite|first27=Joseph H.|last28=Gilliland|first28=Ronald L.|last29=Borucki|first29=William J.| title=Discovery and Validation of Kepler-452b: A 1.6 R⨁ Super Earth Exoplanet in the Habitable Zone of a G2 Star| journal=The Astronomical Journal| date=23. 7. 2015| volume=150|issue=2|issn=1538-3881|doi=10.1088/0004-6256/150/2/56|url=http://iopscience.iop.org/1538-3881/150/2/56/article|accessdate=24. 7. 2015|arxiv = 1507.06723 |bibcode = 2015AJ....150...56J |pages=56}}</ref><ref name="bno">{{cite web |url=http://bnonews.com/news/index.php/news/id961 |title=NASA telescope discovers Earth-like planet in star's habitable zone |date=23. 7. 2015 |work=[[BNO News]] |accessdate=23. 7. 2015 |archive-date=04. 03. 2016 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160304042706/http://bnonews.com/news/index.php/news/id961 |url-status=dead }}</ref> Није познато да ли Кеплер-452б има настањиву средину, али је познато да кружи око звезде типа -{G2V}-, као што је Сунце, уз скоро идентичну температуру и масу али са 20% већом луминисценцијом.<ref name="automatski generisano1">{{cite news|last= Overbye|first= Dennis|title = Kepler Data Reveals What Might Be Best ‘Goldilocks’ Planet Yet|url = http://www.nytimes.com/2015/07/24/science/space/kepler-data-reveals-what-might-be-best-goldilocks-planet-yet.html|accessdate=23. 7. 2015|work = The New York Times|date=23. 7. 2015}}</ref> Међутим, звезда је стара око 6 милијарди година, што је 1,5 милјарди година више од Сунца. У овој фази развоја звезде, Кеплер-452б прима 10% више енергије од своје звезде него што тренутно Земља прима од Сунца.<ref name="Chou" >{{cite web |last=Clavin|first=Whitney |last2=Chou|first2=Felicia |last3=Johnson|first3=Michele |title=NASA's Kepler Marks 1,000th Exoplanet Discovery, Uncovers More Small Worlds in Habitable Zones |url=http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2015-003 |date=6. 1. 2015 |work=[[NASA]] |accessdate=6. 1. 2015 }}</ref> Ако је Кеплер-452б стеновита планета, могуће је да је на њој присутан [[ефекат стаклене баште]] сличан оном на [[Венера|Венери]].<ref name="Lugmayr">{{cite news|last= Lugmayr|first= Luigi|title = Kepler-452b details unveiled|url = http://www.i4u.com/2015/07/93538/kepler-452b-details-unveiled|accessdate=23. 7. 2015|agency = I4U News|date=23. 7. 2015}}</ref>

== Сунчев систем ==
У сунчевом систему, зона погодна за живот покрива празнину од 0,95 до 1,37 астрономских јединица од Сунца и у овој области су планете Венус, Земља и Марс. Научници верују да ће колонизација простора у соларном систему у првој фази покрити само подручје које је погодно за живот.
=== Земљина орбитална температура ===
Како Земљина орбита није круг, морају се узети у обзир параметре елипсе. Радијус земаљине орбиталне равни је једнак:
[[Датотека:Gliese 581 - 2010 ukr.jpg|400px|мини|Зоне погодне за живот у планетарним системима Сунца и Глиесе 581]]
: <math>R_{EA}=1.52097701\cdot 10^{11} </math>м
Радијус земљине орбиталне равни је:
: <math>R_{EP}=1.47098074\cdot 10^{11} </math>м.

Магнитуда полумесеца Земљине орбите:
: <math>a_E=R_{E.orb}=1.495978875\cdot 10^{11} </math>м,
а величина ексцентричности::
: <math>\epsilon_E=\frac{\xi_E-1}{\xi_E+1}=0.016710219 </math>,
где је <math>\xi_E=\frac{R_{EA}}{R_{EP}}=1.033988392 </math>.

Соларна светлост је константна за Сунчев систем:
: <math>L_\text{Sol}=4\pi R_\text{Sol}\sigma T_\text{Sol}^4=3.8460\cdot 10^{26} </math>Вт,
где је:
:<math>R_\text{Sol} = 6.955\cdot 10^{8} </math> м — радіус Сонця;
:<math>T_\text{Sol}=5780 </math> К — 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>) .

Вредност температуре (потенцијала) у орбити Земље одређена је формулом:
: <math>T_i=\left(\frac{L_\text{Sol}}{4\pi R_i^2\sigma}\right)^{1/4}</math>К.

Температура у орбити за различите екстремне тачке дата је у овој табели:
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto; background-color: #ffffff"
|+Температура у земљиној орбити
! n/n
! Радијус орбите, [[метар|м]]
! Температура, [[келвин|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
|}
Очигледно је да су вредности температуре зрачења Сунца у орбити Земље довољне за постојање воде у свим њеним деловима. Тачка топљења воде једнака је:
: <math>T_m(H_2O)=273.16 </math>К,
и температуре испаравања:
: <math>T_w(H_2O)=373.16 </math>К.

Према томе, у свим деловима орбите Земље, имамо низ потенцијалних температура (390,8 — 397,4) К, које прелазе тачку кључања воде! Ово ствара одређену количину одраза сунчеве светлости из атмосфере, у земљишту, води и снегу (леду). Такође је јасно да Марс не испуњава ово услове јер не поседује ватросталну чврстоћу на своје површини и атмосферу. Потенцијална температура у орбити Марс је једнака:
: <math> T_\text{Mars}= \left(\frac{L_{Sol}}{4\pi R_\text{Mars}^2\sigma}\right)^{1/4}=319.255 </math>К,
где је <math>R_\text{Mars}=2.27939\cdot 10^{11} </math>м — је радијус орбите Марса.
== Напомене ==
{{напомене}}

== Извори ==
{{reflist}}

== Додатна литература ==
* {{cite journal |title=On the Galactic Habitable Zone| last1 = Prantzos | first1 = Nikos |doi=10.1007/s11214-007-9236-9| year=2006 |journal=Space Science Reviews |volume=135 |issue=1–4|arxiv=astro-ph/0612316|bibcode = 2008SSRv..135..313P | pages = 313–322}}

== Спољашње везе ==
{{Commons category|Habitable zone}}
{{div col}}
* {{cite web |url=http://astro.unl.edu/naap/habitablezones/animations/stellarHabitableZone.html |title=Circumstellar Habitable Zone Simulator |publisher=Astronomy Education at the University of Nebraska-Lincoln}}
* {{cite web |url=http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog |title=The Habitable Exoplanets Catalog |publisher=PHL/University of Puerto Rico at Arecibo}}
* {{cite web |url=http://www.hzgallery.org/ |title=The Habitable Zone Gallery}}
* {{cite web |url=http://www.solstation.com/habitable.htm |title=Stars and Habitable Planets |publisher=SolStation |url-status=dead |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110628175616/http://www.solstation.com/habitable.htm |archivedate=28. 6. 2011 }}
* [http://btc.montana.edu/ceres/astrobiology/files/HabitableZone.htm Interstellar Real Estate: Location, Location, Location – Defining the Habitable Zone]
* {{cite web |url=http://www.planetarybiology.com/exoexplorer_planets/| title=Exoplanets in relation to host star's current habitable zone |work=www.planetarybiology.com}}
* {{cite web |url=http://www.planetarybiology.com/exoexplorer/|title=exoExplorer: a free Windows application for visualizing exoplanet environments in 3D |work=www.planetarybiology.com}}
* {{cite web |url=https://www.newscientist.com/article/mg20026831.600-why-the-universe-may-be-teeming-with-aliens.html?full=true |title=Why the universe may be teeming with aliens |date=19. 11. 2009 |last=Shiga |first=David |magazine=New Scientist}}
* {{cite web |url=http://newworlds.colorado.edu/info/documents/NewWorldsObserver2004.pdf |title=The New Worlds Observer: a mission for high-resolution spectroscopy of extra-solar terrestrial planets |author=Simmons |work=New Worlds|display-authors=etal}}
* {{cite journal |url=https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs10686-008-9121-x.pdf |title=Darwin – an experimental astronomy mission to search for extrasolar planets | year=2009 |volume=23 |issue=1 |doi=10.1007/s10686-008-9121-x |bibcode=2009ExA....23..435C |last2=Herbst |first2=Tom |last3=Léger |first3=Alain |last4=Absil |first4=O. |last5=Beichman |first5=Charles |last6=Benz |first6=Willy |last7=Brack |first7=Andre |last8=Chazelas |first8=Bruno |last9=Chelli |first9=Alain |journal=Experimental Astronomy |last=Cockell |first=Charles S.| pages = 435–461 }}
* {{cite web |url=http://www.universetoday.com/2009/03/19/jwst-will-provide-capability-to-search-for-biomarkers-on-earth-like-worlds/ |title=JWST Will Provide Capability to Search for Biomarkers on Earth-like Worlds |work=Universe Today |last=Atkinson |first=Nancy |date=19. 3. 2009 |access-date=04. 11. 2019 |archive-url=https://web.archive.org/web/20090327205016/http://www.universetoday.com/2009/03/19/jwst-will-provide-capability-to-search-for-biomarkers-on-earth-like-worlds/ |archive-date=27. 03. 2009 |url-status=dead }}
{{div col end}}

{{нормативна контрола}}

[[Категорија:Астробиологија]]
[[Категорија:Астрономија]]