Földi körülményeinkről általában normálisnak gondolunk. Egy stabil sárga csillag körül keringő, vizes, mérsékelt világ. Olyan hely, ahol az élet közel 4 milliárd évig fennmaradt. Szinte elkerülhetetlen, hogy amikor olyan helyekre gondolunk, amelyekben az élet virágozhat, viszonyítási alapként a saját tapasztalatainkat használjuk.
De kell?
A Nap egy G típusú főszekvencia-csillag, élettartama körülbelül 10 milliárd év. Körülbelül öt milliárd éves, és már 4 milliárd éve élte életét a Földön. A G-típusú fő szekvencia csillagok nem a legteljesebbek, és a leghosszabb életűek sem. Ezek csak a Tejút csillagpopulációjának körülbelül 6% -át teszik ki, és csak körülbelül 10 milliárd évig élnek.
A Tejút csillagok többsége (kb. 73%) vörös törpék vagy M törpék. Az M törpék hűvösebbek, mint a Napunk, és lakhatósági zónáik kisebbek. De sokkal hosszabb ideig élnek, nagyságrend szerint. Hosszú életük lehetõvé teheti, hogy ideális csillagokká váljanak, ha életre kelnek, ha megfelelõ bolygók vannak. De a vörös törpék hajlamosak lehetnek a halálos meggyulladásra, és veszélyes energiatermelésük nem biztos, hogy vendégszerető az életben, amint azt tudjuk.
Van egy másik típusú host csillag, amelyet a csillagászok Goldilocks csillagnak hívnak. Bőségesebbek, mint a Nap, hosszabb ideig élnek, mint a Nap, és nem bocsátanak ki annyira veszélyes sugárzást, mint az M törpék.
K törpéknek, más néven narancssárga törpéknek hívják.
"A K-törpe csillagok az" édes foltban "helyezkednek el, és tulajdonságuk köztes a ritkább, világosabb, de rövidebb élettartamú napenergia-típusú csillagok (G csillagok) és a sokkal vörös törpe csillagok (M csillagok) között."
Edward Guinan, a Villanova Egyetem
A K törpék 15–45 milliárd év között élnek, ők teszik ki a Tejút népességének körülbelül 13% -át, és csak tizenhatodik annyi halálos sugárzást bocsátanak ki, mint az M törpe.
Az Amerikai Csillagászati Társaság 235. ülésén bemutatott új munkában egy kutatópár több távcsövet használt néhány G és K-törpe felmérésére galaktikus szomszédságunkban. Edward Guinan és Scott Engle alkotják a Pennsylvanie-i Villanova Egyetemet. A vállalkozásukat Goldiloks projektnek hívják.
Egy sajtóközleményben Guinan elmondta, hogy a K-törpe csillagok valódi aranyszilárd csillagok. „A K-törpe csillagok az„ édes foltban ”helyezkednek el, és tulajdonságuk köztes a ritkább, világosabb, de rövidebb élettartamú, napenergia-típusú csillagok (G csillagok) és a sokkal vörös törpe csillag (M csillag) között. A K-csillagok, különösen a melegebbek, a világ legjobbjai között vannak. Ha lakhatósá váló bolygót keres, a K csillagok bősége felhívja az esélyét az élet megtalálására. ”
Naprendszerünktől százszáz fényév sugarú körzetben körülbelül ezer K-törpe van. Ezek a csillagok megérették a megfigyelést. És bár sokkal kevésbé bőséges, mint az M-törpék, egyes csillagászok szerint a potenciálisan lakható bolygók keresésekor a K-törpékre kell összpontosítanunk.
Az M-törpe problémás az életre való alkalmasság szempontjából. Rengeteg bőség és sok exoplanet ad otthont, de veszélyesek. Mivel olyan kicsik, lakóövezete nagyon közel van.
Ez azt jelenti, hogy a lakható övezetben lévő bolygók valószínűleg árapály-zárral vannak ellátva, ami csökkentheti az élet fennmaradásának esélyét. Az egyik oldal örök sötétségben, a másik oldala pedig örök fényben lenne. Ez szélsőséges, problematikus hőmérsékleti különbségeket eredményez, amelyekben a fagyasztott oldal lefagyaszthatja a fő gázokat a légkörből, a napfény oldalán pedig a csont megszáradt és kopár lehet.
Az M-törpe rendkívül energikus és állandó. Gyakran lángoló csillagok, és erőszakos energiájuk révén életük nagyon korai szakaszában könnyedén eltávolíthatják a bolygó légkörét, és elpusztíthatják azokat a szervezeteket, amelyek lábát szerezték a bolygón. Ezeknek a fáklyáknak néhány perc alatt megduplázódhat a csillag fényessége.
Az M-törpéknek rendkívül erős mágneses mezői is lehetnek, amelyek túlterhelhetik az őket keringő bolygók védő magnetoszféráját. Egy 2013. évi tanulmány megvizsgálta, hogy ezek a hatalmas mágneses terek milyen hatással lehetnek minden potenciálisan lakható bolygóra. A tanulmány szerint: „Földméretű magnetoszféra fenntartása érdekében - csak néhány eset kivételével - a szárazföldi bolygónak vagy (1) lényegesen messzebbre kellene keringnie, mint a lakható övezet hagyományos határértékein; vagy egyébként (2) ha az életképes övezetben kering, akkor legalább egy mágneses mezőre lenne szükség néhány G <Gauss> -tól néhány ezer G-ig terjedő tartományban. ” Ez összehasonlítva a Föld magnetoszférájával, amely egy Gauss.
Az M-törpék erős mágneses tere és a lángolódásuk szinte biztosan mérgezővé teszi őket az életre. És bár ez az intenzív lángoló és erős mágneses mező később lerakódhat egy M-törpe életében, addigra a lakhatósági zónában lévő bolygók már elvesztették a légkört.
"Többé nem vagyunk olyan optimizmusok, hogy sok M csillag környékén találunk fejlett életet" - mondta Guinan.
A K-törpék különbözőek.
A K-törpék nem tapasztalják meg ugyanazt a lángoló és kaotikus energiatermelést, mint az M-törpék. Nincsenek ugyanolyan intenzív mágneses tereik, amelyek felelősek az M-törpék nagyszámú rosszindulatú természetéből. Guinan kutatása szerint a K-törpék csak körülbelül 1/100-a halálos röntgen-sugárzást bocsátanak ki, mint néhány M-törpe.
A Goldiloks-projekt megmérte a hűvös G- és K-csillagok mintájának életkorát, forgási sebességét, valamint a röntgen- és távoli infravörös outputokat. A projektben a Chandra Röntgenmegfigyelő Intézetet és az XMM-Newton műholdat használják, de nagyban támaszkodnak a Hubble Űrtávcsőre. A Hubble rendkívül érzékeny a hidrogénből származó ultraibolya sugárzásra, és ezt az érzékenységet használták a 20 K-törpéből származó sugárzás értékelésére.
"A Hubble az egyetlen távcső, amely képes megtenni ezt a fajta megfigyelést" - mondta Guinan.
Guinan és Engle úgy találták, hogy a K-csillagok körüli sugárzási szint sokkal kevésbé káros, mint az M-törpék körül. A K-csillagok élettartama is hosszabb, ezért a lakható övezet lassabb vándorlása következik be. Ez teszi a K-törpe ideális helyet az élet keresésére, és ezek a csillagok időt adnának a fejlett életnek a megfelelő bolygókon történő kialakulásához. A Nap teljes élettartama alatt - 10 milliárd év alatt - a K-csillagok csak körülbelül 10-15% -kal növelik fényerősségüket, így a biológiai evolúció sokkal hosszabb időt biztosít a fejlett életformák kialakulásához, mint a Földön.
Néhány K-törpről már tudunk, amelyek az exoplanetot szállítják, és másokról, amelyek esetleg befogadják őket, ám ezekben nem vagyunk biztosak. Guinan és Engle három különösen érdekes célt vizsgáltak meg: az Epsilon Eridani, a Kepler-442 és a Tau Ceti.
„A Kepler-442 figyelemre méltó abban, hogy ez a csillag (spektrális osztályozás, K5) az egyik legjobb Goldilocks-bolygónak tekinthető Kepler-442b, egy sziklás bolygó, amely valamivel több mint kétszerese a Föld tömegének. Tehát a Kepler-442 rendszer egy Goldilocks bolygó, amelyet egy Goldilocks csillag üzemeltet! - mondta Guinan.
Guinan és Engle 30 évet töltöttek különféle csillagok megfigyelésével. Meghatározták a csillag típusa, a forgása, a kor, a röntgen és az UV-kibocsátás közötti összefüggéseket. Ezek az adatok képezik annak alapját, hogy egy csillag nagy energiájú sugárzása befolyásolja a bolygó légkörét és az élet kilátásait.
Több:
- Sajtóközlemény: A Goldilocks Csillagok a legjobb helyek az élet megkeresésére
- 2013. évi kutatási cikk: Az M törpe mágneses terek hatása a potenciálisan lakható bolygókra
