Nowe badania z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a i Bardzo Dużego Teleskopu ESO tłumią entuzjazm w poszukiwaniu życia. Obserwacje obu zakresów sugerują, że surowce niezbędne do życia mogą być rzadkie w układach słonecznych skupionych wokół czerwonych karłów.
A jeśli nie ma tam surowców, może to oznaczać, że wiele egzoplanet, które znaleźliśmy w strefach zamieszkania innych gwiazd, po prostu nie nadają się do zamieszkania.
Z naszego ziemskiego punktu obserwacyjnego łatwo jest myśleć, że większość gwiazd przypomina nasze Słońce. Jest duży, żółty i jasny, a gwiazdy, które widzimy na nocnym niebie, wydają się w większości takie same. Ale to złudzenie. W rzeczywistości najczęstszym typem gwiazdy jest czerwony karzeł.
Czerwone karły są mniejsze i chłodniejsze od naszego Słońca i stanowią około 75% gwiazd w naszej galaktyce Drogi Mlecznej. Oznacza to, że około 75% planet Drogi Mlecznej okrąża czerwone karły.
A jeśli chodzi o poszukiwanie życia, może to być duży problem.
Aby zrozumieć problem czerwonych karłów i surowców do życia, spójrzmy na nasz Słońce i Układ Słoneczny.
Gwiazdy powstają z masywnych chmur gazu i pyłu zwanych chmurami molekularnymi. Gdy grawitacja zaczyna działać, materiał gromadzi się w centrum chmury. W końcu, po zgromadzeniu wystarczającej ilości materiału, gęstość i ciśnienie stają się tak wielkie, że zapala się fuzja i rodzi się gwiazda. Rodzaj tworzonej gwiazdy zależy od początkowej masy gwiazdy.
W większości przypadków w naszej galaktyce Drogi Mlecznej rodzi się czerwony karzeł. W rzadszych przypadkach rodzi się gwiazda taka jak nasze Słońce. Pozostały materiał z chmury otacza gwiazdę jako dysk protoplanetarny i ostatecznie tworzy obiekty takie jak planety, asteroidy i komety. To, co dzieje się potem w Układzie Słonecznym, może być w dużym stopniu zależne od rodzaju gwiazdy w centrum.
Z biegiem czasu w naszym Układzie Słonecznym Ziemia uformowała się, a następnie ochłodziła. W naszym wczesnym Układzie Słonecznym było mnóstwo komet i asteroid, które zawierały dużo lodu wodnego i związków organicznych. Przez długi czas wiele z tych komet uderzyło w Ziemię, gromadząc wodę i chemikalia. Większość naukowców uważa, że to tutaj Ziemia dostała większość wody i chemia potrzebna do życia.
Pytanie brzmi: czy dzieje się tak w układach słonecznych czerwonych karłów?
„Te obserwacje sugerują, że planety wodonośne mogą być rzadkie wokół czerwonych karłów…”
Carol Grady z Eureka Scientific w Oakland w Kalifornii, współbadaczka obserwacji Hubble'a.
W naszym Układzie Słonecznym nasze Słońce jest dość stabilne. Rozjaśnia i emituje wyrzuty masy koronalnej, ale ogólnie jest stosunkowo stabilny. Słońce zrobiło swoje, a planety i komety zrobiły to samo. Ale czerwone karły są inne.
Nowe obserwacje Hubble'a i VLT czerwonego karła AU Microscopii pokazują coś innego. AU Micro jest bardzo młodą gwiazdą, mającą zaledwie 12 milionów lat, co stanowi mniej niż 1% wieku Słońca. Patrzymy więc na młodą gwiazdę i układ słoneczny w jej początkowych latach. Obserwacje te pokazują ogromne kule szybko poruszającego się materiału, przemykającego przez młody układ słoneczny.
Do tej pory widzieli sześć takich globów materiału i szybko erodują dysk gazu i pyłu otaczający młodą gwiazdę. Według komunikatu prasowego globusy te „działają jak pług śnieżny, wypychając z systemu małe cząstki - prawdopodobnie zawierające wodę i inne substancje lotne”. I wydaje się, że dzieje się to szybko. Obserwacje pokazują, że cały dysk protoplanetarny może zniknąć w ciągu zaledwie 1,5 miliona lat.
„Te obserwacje sugerują, że planety wodonośne mogą być rzadkie wokół czerwonych karłów, ponieważ wszystkie mniejsze ciała transportujące wodę i substancje organiczne są wydmuchiwane podczas wykopywania dysku”, wyjaśniła Carol Grady z Eureka Scientific w Oakland w Kalifornii, współbadaczka Obserwacje Hubble'a.
Jeśli te globusy oczyszczą wodę z młodego układu słonecznego, komety nie będą zawierały lodu wodnego, który ostatecznie może rozbić się na młode planety, dostarczając wodę i pomagając w utrzymaniu ich warunków do zamieszkania. Organiczne chemikalia są również surowymi składnikami życia, a jeśli zostaną szybko zmiecione, szanse na życie na planetach wokół czerwonych karłów odniosły ogromny sukces.
„Szybkie rozproszenie dysku nie jest czymś, czego bym się spodziewał”.
Carol Grady z Eureka Scientific w Oakland w Kalifornii, współbadaczka obserwacji Hubble'a.
„Szybkie rozproszenie dysku nie jest czymś, czego bym się spodziewał”, powiedział Grady. „Na podstawie obserwacji dysków wokół jaśniejszych gwiazd spodziewaliśmy się, że dyski wokół słabszych gwiazd czerwonego karła będą miały dłuższy okres. W tym systemie dysk zniknie, zanim gwiazda osiągnie 25 milionów lat. ”
Naukowcy nie są jeszcze pewni, czym dokładnie są te plamy i skąd się wzięły. Oczywistą odpowiedzią jest sama gwiazda, ale naukowcy nie są jeszcze pewni, jaki jest związek między AU Microscopii. Ale dzięki obserwacjom naukowcy nauczyli się kilku rzeczy na temat plam.
Kropelki poruszają się z prędkością od 14 500 km na godzinę (9 000 mil na godzinę) do 43 500 km na godzinę (27 000 mil na godzinę), wystarczająco szybko, aby uciec od sprzęgła grawitacyjnego gwiazdy. Obecnie znajdują się w odległości od około 930 milionów mil do ponad 5,5 miliarda mil od gwiazdy.
„Struktury te mogą dostarczyć wskazówek na temat mechanizmów napędzających te obiekty BLOB”.
Współ badacz Glenn Schneider ze Steward Observatory w Tucson, Arizona.
Plamy mają również strukturę. Jeden z nich ma czapkę w kształcie grzyba powyżej płaszczyzny dysku i strukturę pętli poniżej dysku. Te funkcje mogą dostarczyć wskazówek, co prowadzi do obiektów blob. „Struktury te mogą dostarczyć wskazówek na temat mechanizmów napędzających te plamy” - powiedział współ badacz Glenn Schneider z Steward Observatory w Tucson w Arizonie.
AU Micro jest dobrze umieszczony w przestrzeni do obserwacji. To tylko około 32 lata świetlne stąd, w południowej konstelacji Microscopium. Większość innych obserwowalnych czerwonych karłów w odpowiednich warunkach jest znacznie dalej.
„AU Mic jest idealnie umiejscowiony” - powiedział Schneider. „Ale jest to tylko jeden z około trzech lub czterech układów czerwonych karłów ze znanymi dyskami rozpraszającymi światło gwiazd z resztek okołoziemskich. Inne znane systemy są zwykle około sześć razy dalej, więc przeprowadzenie szczegółowego badania rodzajów funkcji na dyskach, które widzimy w AU Mic, jest trudne ”. Ale aby potwierdzić tego rodzaju aktywność kropel w innych systemach czerwonych karłów, niezbędne jest szczegółowe badanie innych systemów.
Dokonano już niektórych obserwacji innych systemów czerwonych karłów, a astronomowie zidentyfikowali podobną aktywność kropel w tych systemach.
„Pokazuje, że AU Mic nie jest wyjątkowy” - powiedział Grady. „W rzeczywistości można argumentować, że ponieważ jest to jeden z najbliższych systemów tego typu, jest mało prawdopodobne, aby był wyjątkowy.”
Rodzaj gwiazdy, która się formuje, i warunki na dysku we wczesnych dniach Układu Słonecznego wydają się mieć kluczowe znaczenie dla formowania się życia. Jeśli 75% planet znajduje się na orbitujących czerwonych karłach, a te czerwone karły emitują krople, które usuwają wodę i organiczne substancje chemiczne z Układu Słonecznego, wówczas wszelkie skaliste planety pozostaną suche i pozbawione życia na zawsze. To dość ponure.
Ale wszystko nie jest ponure, jeśli chodzi o poszukiwanie życia. Oczekujemy, że życie będzie rzadkie. To tylko pomaga to potwierdzić.
W każdym razie jest jeszcze 25% gwiazd i wszystkie miliony gwiazd, takie jak nasze Słońce. I wiemy o co najmniej jednej planecie, która, jak powiedział Carl Sagan, „faluje życiem”.
Pomimo tych nowych spostrzeżeń mogą być jeszcze inne. Tylko nie wokół czerwonych karłów.
Źródła:
- Komunikat prasowy Hubblesite: młode planety krążące wokół czerwonych karłów mogą brakować składników na całe życie
- Wpis w Wikipedii: AU Microscopii
