O naših zemeljskih okoliščinah običajno razmišljamo kot o običajnih. Voden, zmeren svet, ki obkroža stabilno rumeno zvezdo. Kraj, kjer življenje obstaja že skoraj 4 milijarde let. Skoraj neizogibno je, da ko razmišljamo o drugih krajih, kjer bi lahko uspevalo življenje, uporabljamo lastno izkušnjo kot merilo.
A bi morali?
Naše Sonce je glavna zaporedna zvezda tipa G z življenjsko dobo približno 10 milijard let. Stara je približno pet milijard let in je na Zemlji poganjala življenje že skoraj 4 milijarde let. Zvezde glavnih zaporedja tipa G niso najbolj obilne, prav tako niso najbolj dolgožive. Sestavljajo le okoli 6% zvezdnega prebivalstva Mlečne poti in živijo le približno 10 milijard let.
Večina zvezd na Mlečni poti (približno 73%) je rdečih palčkov ali M palčkov. M palčki so hladnejši od našega Sonca, njihove bivalne cone pa so manjše. Vendar živijo veliko dlje, za vrstni red. Njihova dolga življenjska doba bi jih lahko naredila idealne zvezde za življenje, ki bi se lahko razmahnilo naokoli, ob pravih planetih. Toda rdeči palčki so lahko nagnjeni k smrtonosnemu plamenju in njihov nevarni izpust energije morda ni tako gostoljuben za življenje, kot ga poznamo.
Obstaja še ena vrsta zvezde gostiteljice, ki jo astronomi začenjajo imenovati zvezde Goldilocks. Bolj so številni od Sonca, dlje živijo od Sonca in ne oddajajo tako nevarnega sevanja kot škratje M.
Imenujejo jih K palčki, znani tudi kot oranžni palčki.
"K-pritlikave zvezde so na" sladki točki ", z lastnostmi, ki so vmes med redkejšimi, svetlečimi, a krajše živimi zvezdami sončnega tipa (zvezde G) in številčnejšimi rdečimi pritlikavimi zvezdami (zvezde M)."
Edward Guinan, univerza Villanova
K palčki živijo od 15 do 45 milijard let, predstavljajo približno 13% prebivalstva Mlečne poti in oddajajo le ena šestnajst toliko smrtonosnega sevanja kot M škrati.
V novem delu, predstavljenem na 235. sestanku Ameriškega astronomskega društva, je par raziskovalcev uporabil več teleskopov za raziskovanje nekaterih G in K-palčkov v naši galaktični soseščini. Edward Guinan in Scott Engle iz Univerze Villanova v Pensilvaniji. Njihov podvig se imenuje Projekt Goldiloks.
Guinan je v izjavi za javnost dejal, da so zvezde K-palčkov prave zvezde Goldilocks. „K-pritlikave zvezde so na„ sladki točki “, z lastnostmi, ki so vmesne med redkejšimi, svetlečimi, toda kratkotrajnejšimi zvezdami sončnega tipa (zvezde G) in številčnejšimi rdečimi pritlikavimi zvezdami (zvezde M). Zvezde K, zlasti toplejše, imajo najboljše iz vseh svetov. Če iščete planete z življenjsko dobo, bo obilje K zvezd povečalo vaše možnosti za življenje. "
V polmeru 100 sto svetlobnih let iz našega Osončja je približno tisoč K-palčkov. Te zvezde so zrele za opazovanje. In čeprav so veliko manj številni kot M-škratje, nekateri astronomi menijo, da bi morali usmeriti svoje pozornost na K-škrate, ko gre za iskanje potencialno bivalnih planetov.
M-palčki so problematični, ko gre za primernost za življenje. Veliko je in gostijo veliko eksoplanetov, vendar so nevarni. Ker so tako majhne, je njihova bivalna cona zelo blizu.
To pomeni, da so kateri koli planeti v območju bivanja verjetno urejeni, kar bi lahko zmanjšalo možnosti za življenje. Ena stran bi bila v večni temi, druga pa v večni svetlobi. To ustvarja ekstremne, problematične temperaturne razlike, kjer bi lahko zmrznjena stran zamrznila glavne pline iz ozračja, zaradi česar je kost dnevne svetlobe suha in neplodna.
M-palčki so izredno energični in nestabilni. Pogosto so zvezde, in njihov silovit izpust energije lahko zgodaj v življenju odstrani ozračje planeta in uniči vsak organizem, ki bi se uveljavil na planetu. Nekateri od teh bliskavic lahko v nekaj minutah podvojijo svetlost zvezde.
M-palčki imajo lahko tudi izjemno močna magnetna polja, ki lahko preplavijo zaščitne magnetosfere vseh planetov, ki krožijo okoli njih. V prispevku iz leta 2013 smo preučili vpliv teh močnih magnetnih polj na kateri koli potencialno bivalni planet. Ta študija pravi: "Da bi lahko vzdrževali magnetosfero velikosti Zemlje, z izjemo le nekaj primerov, bi bilo treba kopenski planet (1) orbiti bistveno dlje od tradicionalnih meja bivalne cone; ali drugače, (2) če bi krožila v območju bivanja, bi potrebovala vsaj magnetno polje, ki sega od nekaj G <Gauss> do nekaj tisoč G. " To je v primerjavi z Zemljino magnetosfero, ki je en Gauss.
Močna magnetna polja M-palčkov v kombinaciji z njihovim plamenjenjem so skoraj zagotovo strupena za življenje. In čeprav se lahko to intenzivno sežiganje in močno magnetno polje naselijo pozneje v življenju pritlikavca M, bi planeti v območju, v katerem so živeli, že izgubili ozračje.
"Nismo več tako optimistični glede možnosti iskanja naprednega življenja okoli številnih zvezd M," je dejal Guinan.
K-palčki so različni.
K-palčki nimajo enakega utripajočega in kaotičnega oddajanja energije kot M-palčki. Manjkajo tudi enaka intenzivna magnetna polja, ki so odgovorna za veliko negostoljubne narave M-palčkov. Po Guinanovi raziskavi K-palčki oddajajo le približno 1/100 toliko smrtonosnih rentgenskih žarkov kot nekateri M-palčki.
Projekt Goldiloks je meril starost, hitrost vrtenja ter rentgenske in daleč infrardeče izhode vzorca hladnih zvezd G in K. Pri projektu uporabljajo rentgenski observatorij Chandra in satelit XMM-Newton, vendar se močno zanašajo na vesoljski teleskop Hubble. Hubble je izjemno občutljiv na ultravijolično sevanje, ki prihaja iz vodika, in to občutljivost so uporabili za oceno sevanja, ki prihaja iz 20 K-palčkov.
"Hubble je edini teleskop, ki lahko opravi tovrstno opazovanje," je dejal Guinan.
Guinan in Engle sta ugotovila, da so ravni sevanja okoli zvezd K veliko manj škodljive kot okoli M-palčkov. K zvezde imajo tudi daljšo življenjsko dobo in zato upočasnjujejo selitev območja bivanja. Zaradi tega so K-palčki idealen kraj za iskanje življenja in te zvezde bi pustile čas, da se razvije visoko razvito življenje na primernih planetih. V celotni življenjski dobi Sonca - 10 milijard let - K zvezde povečajo svojo svetlost samo za približno 10-15%, kar daje biološki evoluciji veliko daljši čas, da razvije naprednejše življenjske oblike kot na Zemlji.
Že poznamo nekaj K-palčkov, ki gostijo eksoplanete, in druge, ki bi jih lahko gostili, vendar o njih nismo negotovi. Guinan in Engle sta si ogledala tri posebej zanimive tarče: Epsilona Eridanija, Kepler-442 in Tau Cetija.
"Kepler-442 je omembe vreden po tem, da ta zvezda (spektralna klasifikacija, K5) gosti tisto, kar velja za enega najboljših planetov Goldilocks, Kepler-442b, skalnati planet, ki je nekaj več kot dvakrat večji od Zemljine mase. Torej, sistem Kepler-442 je planet Goldilocks, ki ga gosti zvezda Goldilocks! " je rekel Guinan.
Guinan in Engle sta 30 let opazovala različne vrste zvezd. Ugotovili so razmerje med zvezdano vrsto, njeno vrtenjem, starostjo, rentgenskimi žarki in UV-emisijami. Ti podatki so temelj njihovega dela o tem, kako visoko energijsko sevanje zvezde vpliva na ozračje planeta in možnosti njegovega življenja.
Več:
- Sporočilo za javnost: Zvezde Goldilocks so najboljša mesta za iskanje življenja
- Raziskovalni članek 2013: Učinki magnetnih polj M na potencialno bivalne planete
