Mamy tendencję do myślenia o naszych ziemskich okolicznościach jako normalnych. Wodny, umiarkowany świat krążący wokół stabilnej żółtej gwiazdy. Miejsce, w którym życie trwa prawie 4 miliardy lat. Jest prawie nieuniknione, że kiedy myślimy o innych miejscach, w których życie mogłoby się rozwijać, wykorzystujemy własne doświadczenie jako punkt odniesienia.
Ale powinniśmy?
Nasze Słońce jest gwiazdą sekwencji głównej typu G o żywotności około 10 miliardów lat. Ma około pięciu miliardów lat i napędza życie na Ziemi już od prawie 4 miliardów lat. Gwiazdy głównej sekwencji typu G nie są ani najobfitsze, ani najdłużej żyjące. Stanowią one tylko około 6% gwiezdnej populacji Drogi Mlecznej i żyją tylko około 10 miliardów lat.
Większość gwiazd Drogi Mlecznej (około 73%) to czerwone karły lub karły M. Krasnoludy M są chłodniejsze niż nasze Słońce, a ich strefy zamieszkania są mniejsze. Ale żyją znacznie dłużej, o rząd wielkości. Ich długie życie może sprawić, że będą idealnymi gwiazdami życia, aby rozkwitać wokół, biorąc pod uwagę odpowiednie planety. Ale czerwone karły mogą być podatne na śmiertelne płomienie, a ich niebezpieczna energia może nie być tak gościnna dla życia, jakie znamy.
Istnieje inny rodzaj gwiazdy macierzystej, którą astronomowie zaczynają nazywać gwiazdami Złotowłosa. Są bardziej obfite niż Słońce, żyją dłużej niż Słońce i nie emitują tyle niebezpiecznego promieniowania jak karły M.
Nazywa się je krasnoludkami K, zwanymi także krasnoludkami pomarańczowymi.
„Gwiazdy K-karłowate znajdują się w„ słodkim miejscu ”, a ich właściwości są pośrednie między rzadszymi, jaśniejszymi, ale krócej żyjącymi gwiazdami typu słonecznego (gwiazdy G) i liczniejszymi gwiazdami czerwonego karła (gwiazdy M).”
Edward Guinan, Uniwersytet Villanova
Krasnoludy K żyją od 15 do 45 miliardów lat, stanowią około 13% populacji Drogi Mlecznej i emitują tylko jedną szesnastą tyle śmiertelnego promieniowania, co karły M.
W nowej pracy zaprezentowanej na 235. spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego para naukowców wykorzystała wiele teleskopów do zbadania niektórych karłów G i K w naszym galaktycznym sąsiedztwie. Są to Edward Guinan i Scott Engle z Villanova University w Pensylwanii. Ich przedsięwzięcie nazywa się Projekt Goldiloks.
W komunikacie prasowym Guinan powiedział, że gwiazdy karłowate K są prawdziwymi gwiazdami Złotowłosa. „Gwiazdy K-karłowate znajdują się w„ słodkim miejscu ”, a ich właściwości są pośrednie między rzadszymi, jaśniejszymi, ale krócej żyjącymi gwiazdami typu słonecznego (gwiazdy G) i liczniejszymi gwiazdami czerwonego karła (gwiazdy M). Gwiazdy K, szczególnie te cieplejsze, mają to, co najlepsze ze wszystkich światów. Jeśli szukasz planet nadających się do zamieszkania, obfitość gwiazd K zwiększa szanse na znalezienie życia. ”
W promieniu 100 stu lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego jest około tysiąca K-karłów. Te gwiazdy są dojrzałe do obserwacji. I chociaż są znacznie mniej obfite niż karły M, niektórzy astronomowie uważają, że powinniśmy skupić się na karłach K, jeśli chodzi o poszukiwanie planet potencjalnie nadających się do zamieszkania.
Krasnoludy M są problematyczne, jeśli chodzi o przydatność do życia. Są obfite i zawierają wiele egzoplanet, ale są niebezpieczne. Ponieważ są tak małe, ich strefa mieszkalna jest bardzo blisko.
Oznacza to, że wszelkie planety w strefie nadającej się do zamieszkania są prawdopodobnie zamknięte pod względem pływów, co może zmniejszyć szanse na istnienie życia. Jedna strona byłaby w wiecznej ciemności, a druga w wiecznym świetle. To powoduje ekstremalne, problematyczne różnice temperatur, w których zamarznięta strona może zamrozić główne gazy z atmosfery, powodując, że kość po stronie dziennej jest sucha i jałowa.
M-krasnoludy są niezwykle energiczne i niepewne. Często są one rozbłyskami gwiazd, a ich gwałtowny wydatek energii może z łatwością pozbawić atmosferę planety na bardzo wczesnym etapie jej życia i zniszczyć każdy organizm, który znalazł się na planecie. Niektóre z tych rozbłysków mogą podwoić jasność gwiazdy w ciągu kilku minut.
M-krasnale mogą mieć również bardzo silne pola magnetyczne, które mogą przytłoczyć ochronne magnetosfery dowolnych planet krążących wokół nich. W artykule z 2013 r. Zbadano wpływ, jaki te potężne pola magnetyczne mogą wywierać na wszelkie potencjalnie nadające się do zamieszkania planety. Badanie to mówi: „Aby móc utrzymać ziemską magnetosferę, z wyjątkiem nielicznych przypadków, planeta ziemska musiałaby (1) orbitować znacznie dalej niż tradycyjne granice strefy mieszkalnej; albo (2) gdyby krążył w obrębie strefy zamieszkania, wymagałby przynajmniej pola magnetycznego od kilku G <Gaussa do kilku tysięcy G. ” Jest to w porównaniu z ziemską magnetosferą, którą jest jeden Gauss.
Silne pola magnetyczne M-karłów w połączeniu z ich rozbłyskami sprawiają, że prawie na pewno są toksyczne dla życia. I chociaż to intensywne płomienne i potężne pole magnetyczne może osiedlić się później w życiu karła M, wówczas planety w strefie nadającej się do życia już straciłyby swoją atmosferę.
„Nie jesteśmy już tak optymistycznie nastawieni do szans na znalezienie zaawansowanego życia wokół wielu gwiazd M” - powiedział Guinan.
Krasnoludy K są różne.
Krasnoludy K nie doświadczają takiej samej płomiennej i chaotycznej energii jak karły M. Brakuje im również tych samych intensywnych pól magnetycznych, które są odpowiedzialne za większość niegościnnej natury krasnoludków M. Według badań Guinana krasnoludy K emitują tylko około 1/100 śmiertelnej ilości promieni rentgenowskich niż niektóre karły M.
Projekt Goldiloks mierzył wiek, szybkość rotacji oraz wyniki rentgenowskie i dalekiej podczerwieni próbki chłodnych gwiazd G i K. W projekcie wykorzystują Obserwatorium Rentgenowskie Chandra i satelitę XMM-Newton, ale w dużym stopniu polegają na Kosmicznym Teleskopie Hubble'a. Hubble jest niezwykle wrażliwy na promieniowanie ultrafioletowe pochodzące z wodoru i wykorzystali tę czułość do oceny promieniowania pochodzącego od 20 karłów K.
„Hubble jest jedynym teleskopem, który może dokonywać tego rodzaju obserwacji”, powiedział Guinan.
Guinan i Engle odkryli, że poziomy promieniowania wokół gwiazd K były znacznie mniej szkodliwe niż wokół karłów M. Gwiazdy K mają również dłuższe cykle życia, a zatem wolniejszą migrację strefy nadającej się do zamieszkania. To sprawia, że krasnoludy K są idealnym miejscem do poszukiwania życia, a gwiazdy te pozwoliłyby na rozwój wysoce rozwiniętego życia na odpowiednich planetach. W ciągu całego życia Słońca - 10 miliardów lat - gwiazdy K zwiększają swoją jasność jedynie o około 10-15%, dając ewolucji biologicznej znacznie dłuższy okres czasu na rozwój zaawansowanych form życia niż na Ziemi.
Wiemy już o niektórych krasnoludach K, które są gospodarzem egzoplanet, i innych, które mogą je gościć, ale nie jesteśmy tego pewni. Guinan i Engle przyjrzeli się trzem szczególnie interesującym celom: Epsilon Eridani, Kepler-442 i Tau Ceti.
„Kepler-442 jest godny uwagi, ponieważ ta gwiazda (klasyfikacja widmowa, K5) zawiera coś, co uważane jest za jedną z najlepszych planet Goldilocks, Kepler-442b, skalistą planetę, która jest nieco ponad dwa razy większa od masy Ziemi. Tak więc system Kepler-442 to planeta Goldilocks obsługiwana przez gwiazdę Goldilocks! ” powiedział Guinan.
Guinan i Engle spędzili 30 lat obserwując różne typy gwiazd. Ustalili związki między typem gwiazdy, jej rotacją, wiekiem, promieniowaniem rentgenowskim i emisjami UV. Te dane są podstawą ich pracy nad tym, jak promieniowanie wysokoenergetyczne gwiazdy wpływa na atmosferę planety i perspektywy życia.
Więcej:
- Informacja prasowa: Gwiazdy Goldilocks to najlepsze miejsca na życie
- 2013 Research Paper: Wpływ karłowatych pól magnetycznych M na planety potencjalnie zamieszkalne
