Znano je dejstvo, da imajo vse zvezde življenjsko dobo. To se začne z njihovo tvorbo, nato se nadaljuje skozi njihovo fazo glavnega zaporedja (ki predstavlja večino njihovega življenja), preden končajo s smrtjo. V večini primerov bodo zvezde nabrekle do nekaj sto krat večje od običajne velikosti, ko zapustijo fazo glavnega zaporedja svojega življenja, v tem času pa bodo verjetno zaužile vse planete, ki jim krožijo blizu.
Toda za planete, ki krožijo zvezdo na večjih razdaljah (v bistvu onstran sistema "Frost Line"), so pogoji dejansko lahko dovolj topli, da lahko podprejo življenje. Glede na nove raziskave, ki prihajajo z inštituta Carl Sagan na univerzi Cornell, bi lahko to stanje v nekaterih zvezdnih sistemih trajalo več milijard let, kar bi povzročilo povsem nove oblike zunajzemeljskega življenja!
Čez približno 5,4 milijarde let bo naše Sonce izstopilo iz glavne faze zaporedja. Po izčrpanju vodikovega goriva v svojem jedru bo inertni pepel iz helija, ki je nastal tam, postal nestabilen in propadel pod svojo težo. To bo povzročilo, da se bo jedro segrevalo in se zgostilo, kar bo povzročilo, da Sonce narašča in vstopi v fazo svoje evolucije Red Giant-Branch (RGB).
To obdobje se bo začelo, ko bo naše Sonce postalo podrejeno, v katerem se bo počasi podvojilo v približno pol milijarde let. Nato bo naslednjih pol milijarde let hitreje razširila, dokler ne bo 200-krat večja od trenutne velikosti in nekaj tisočkrat bolj svetlobna. Nato bo uradno rdeča orjaška zvezda, ki se bo sčasoma razširila do točke, ko doseže onkraj Marsove orbite.
Kot smo raziskovali v prejšnjem članku, planet Zemlja ne bo preživel našega Sonca, ki je postalo Rdeči velikan - niti Merkur, Venera ali Mars. Toda onkraj „linije mraza“, kjer je dovolj hladno, lahko hlapne spojine - kot so voda, amoniak, metan, ogljikov dioksid in ogljikov monoksid - ostanejo v zamrznjenem stanju, bodo ostali plinski velikani, ledeni velikani in pritlikavi planeti . Pa ne samo to, ampak tudi množično odmrzovanje bo zašlo.
Skratka, ko se zvezda razširi, bo verjetno verjetno storila tudi njena »bivalna cona«, ki bo zajemala orbite Jupitra in Saturna. Ko se to zgodi, bi prej neobljudeni kraji - kot jovijska in kronska luna - lahko nenadoma postali naseljeni. Enako velja za številne druge zvezde v vesolju, ki so ob koncu življenjske dobe usodne, da postanejo Red Giants.
Ko pa naše Sonce doseže fazo Rdečega orjaškega veja, naj bi ostalo le še 120 milijonov let aktivnega življenja. To ni ravno dovolj časa, da se nove življenjske oblike pojavijo, razvijejo in postanejo resnično zapletene (tj. Kot ljudje in druge vrste sesalcev). Toda po nedavni raziskovalni študiji, ki se je pojavila v The Astrophysical Journal - z naslovom »Naseljena cona zvezd po glavnem zaporedju« - nekateri planeti bodo lahko ostali okoli drugih rdečih zvezd v našem vesolju veliko dlje - do 9 milijard let ali več v nekaterih primerih!
Če pogledamo to, je devet milijard let skoraj dvakrat večje od trenutne starosti Zemlje. Torej ob predpostavki, da imajo tudi sporni svetovi pravo mešanico elementov, bodo imeli dovolj časa, da bodo vzpostavili nove in zapletene oblike življenja. Soavtorica študije, profesorica Lisa Kaltennegeris, je tudi direktorica Inštituta Carl Sagan. Kot takšna ji ni nič čudnega, če išče življenje v drugih delih Vesolja. Kot je za časnik Space Magazine pojasnila po e-pošti:
"Ugotovili smo, da lahko planeti - odvisno od tega, kako veliko je njihovo Sonce (manjša je zvezda, dlje lahko planet ostane v njem za bivanje) - lahko ostanejo prijetni in topli do 9 milijard let. Zaradi tega je stara zvezda zanimivo mesto za iskanje življenja. Lahko bi se začelo s površino (npr. V zamrznjenem oceanu) in potem, ko se led stopi, lahko plini, ki jih življenje vdihne in izdihne, uidejo v ozračje - kar astronomom omogoča, da jih poberejo kot podpise življenja. Ali za najmanjše zvezde je čas nekdaj zamrznjenega planeta lep in topel do 9 milijard let. Tako bi se življenje lahko v tem času celo začelo. "
Z uporabo obstoječih modelov zvezd in njihove evolucije - tj. Enodimenzionalnega sevalno-konvektivnega podnebja in zvezdnih evolucijskih modelov - sta Kaltenegger in Ramirez lahko za svojo študijo izračunala razdalje bivalnih območij (HZ) okoli niza zaporedja po glavnem (post-MS) zvezd. Ramses M. Ramirez - znanstveni sodelavec na Inštitutu Carl Sagan in glavni avtor prispevka - je raziskovalni postopek pojasnil Space Magazine po e-pošti:
»Uporabili smo zvezdne evolucijske modele, ki nam povedo, kako se zvezdne količine, predvsem svetlost, polmer in temperatura spreminjajo s časom, ko zvezda ostaja skozi fazo rdečega velikana. S klimatskim modelom smo nato izračunali, koliko energije odda vsaka zvezda na mejah območja bivanja. Zavedajoč se tega in zvezdne svetlosti, ki smo jo že omenili, lahko izračunamo razdalje do teh bivalnih območij. "
Obenem so razmišljali, kako lahko ta vrsta zvezdne evolucije vpliva na ozračje planetov zvezde. Ko se zvezda širi, izgublja maso in jo v obliki sončnega vetra izvrže navzven. Na planetih, ki krožijo blizu zvezde, ali tistih, ki imajo majhno površinsko gravitacijo, lahko najdejo nekaj ali celotno svojo atmosfero. Po drugi strani pa bi lahko planeti z zadostno maso (ali nameščeni na varni razdalji) vzdrževali večino svoje atmosfere.
"Zvezdni vetrovi iz te množične izgube erodirajo planetarno atmosfero, ki jo tudi izračunamo kot funkcijo časa," je dejal Ramirez. »Ko zvezda izgublja maso, sončni sistem ohranja pomikanje kota s premikanjem navzven. Torej upoštevamo tudi, kako se orbite s časom odmikajo. " Z uporabo modelov, ki so vključevali hitrost zvezdnih in atmosferskih izgub med zvezdastimi fazami Rdečega velikana (RGB) in Asimptotično orjaško vejo (AGB), so lahko ugotovili, kako se bo to izkazalo za planete, ki se po velikosti gibljejo od super- Lune za super-Zemlje.
Ugotovili so, da lahko planet ostane v post-HS HZ eone ali več, odvisno od tega, kako zvezda je vroča, in kovin, ki so podobne našim Soncem. Kot je pojasnil Ramirez:
"Glavni rezultat je, da je največji možni čas, da lahko planet ostane v tem rdečem velikanskem naselju vročih zvezd, 200 milijonov let. Za našo najbolj kul zvezdo (M1) je najdaljši čas, na katerem lahko planet ostane znotraj tega območja rdečega velikana, ki ga živi, 9 milijard let. Ti rezultati predpostavljajo, da so kovinske vrednosti podobne kot na našem Soncu. Zvezda z večjim odstotkom kovin traja dlje časa, da se nekovine zlivajo (H, He..etc), zato se lahko ta največji čas še poveča, do približno dveh faktorjev. "
V okviru našega osončja bi to lahko pomenilo, da bi lahko svetovni svet, kot sta Evropa in Enceladus, za katerega že obstaja sum, da imata življenje pod svojimi ledenimi površinami, čez nekaj milijard let postalo polnopravni bivalni svet. Kot je lepo povzel Ramirez:
„To pomeni, da je zaporedje med glavnim delom še ena potencialno zanimiva faza evolucije zvezd z vidika bivanja. Dolgo potem, ko se je notranji sistem planetov s širijočo, naraščajočo rdečo orjaško zvezdo spremenil v bleščeče puščave, bi bilo možno prebivati dlje od kaosa. Če bi bili zamrznjeni svetovi, kot je Evropa, bi se led stopil, kar bi lahko razkrilo kakršno koli že obstoječe življenje. Takšno obstoječe življenje je mogoče zaznati v prihodnjih misijah / teleskopih, ki iščejo atmosferske biosignacije.”
Toda morda najbolj vznemirljiv odvzem njihove raziskave je bil njihov sklep, da bodo planeti, ki krožijo znotraj območij, v katerih je živela njihova zvezda po MS-ju, to počeli na razdaljah, zaradi katerih bi jih lahko zaznali s pomočjo tehnik neposrednega slikanja. Torej niso le možnosti, da bi našli življenje okoli starejših zvezd boljše, kot smo mislili prej, ne bi smeli imeti težav, če bi jih opazili z uporabo trenutnih tehnik lova na eksoplanete!
Omeniti velja tudi, da sta Kaltenegger in dr. Ramirez za objavo objavila drugi članek, v katerem sta v 100 svetlobnih letih od Zemlje navedla seznam 23 rdečih velikanskih zvezd. Vedeti, da bi lahko te zvezde, ki so v naši zvezdni soseščini, v svojih bivalnih conah živele življenjske svetove, bi morale v naslednjih letih zagotoviti dodatne možnosti za lovce na planete.
Bodite prepričani, da si oglejte ta video iz Cornellcast-a, kjer profesor Kaltenegger deli, kaj vzbuja njeno znanstveno radovednost in kako Cornellovi znanstveniki delajo, da bi našli dokaz za zunajzemeljsko življenje.
