A Naprendszerünkön kívüli földönkívüli élet keresése jelenleg a külsõ bolygókra összpontosít, amelyek a Naphoz hasonló csillagok körüli exoplanetáris rendszerek „lakható zónáin” helyezkednek el. A NASA Kepler küldetésének elsődleges célja a Földhez hasonló bolygók megtalálása más csillagok körül.
A csillag körüli lakhatósági zónát (HZ) az a távolságok határozzák meg, amelyeken folyékony víz létezhet egy szárazföldi bolygó felületén, ha elég sűrű a légkör. A szárazföldi bolygók általában sziklásként vannak meghatározva, méretük és tömegükhöz hasonlóak a Földdel. Itt látható a különböző átmérőjű, fényerősségű és hőmérsékletű csillagok körüli lakható zónák ábrázolása. A piros régió túl meleg, a kék régió túl hideg, de a zöld régió csak a folyékony víz számára megfelelő. Mivel így leírható, a HZ-t szintén a „Goldilocks Zone”.
Általában úgy gondoljuk, hogy a más csillagok körüli bolygók hasonlóak a Naprendszerünkhöz, ahol a bolygók maradványa egyetlen csillag körül kering. Bár az elméletileg lehetséges, a tudósok megvitatták, vajon bolygók találhatók-e csillagpárok vagy több csillagrendszer körül. Aztán, 2011. szeptemberben, a NASA Kepler küldetésének kutatói bejelentették a Kepler-16b, egy hideg, gáznemű, Szaturnusz méretű bolygó felfedezését, amely egy csillagpályán kering, mint például a Csillagok háborúja kitalált Tatooine.
Ezen a héten lehetőségem nyílt megkérdezni az exoplaneket tanulmányozó fiatal fegyverek közül, Billy Quarles-ról. Hétfőn, Billy és társszerzői, Zdzislaw Musielak professzor és Manfred Cuntz egyetemi docens, a texasi Austinban található AAS-ülésen mutatták be a Földszerű bolygók lehetőségéről a Kepler 16 lakhatósági övezeteiben és más cirkumináris csillagrendszerekben megfigyelhető eredményeiket. .
„A lakhatósági zóna meghatározásához kiszámoljuk a fluxus mennyiségét, amely egy adott távolságra egy tárgyon bekövetkezik” - magyarázta Billy. Azt is figyelembe vettük, hogy a különböző légkörű, különböző bolygók eltérően tartják meg a hőt. Az igazán gyenge üvegházhatású bolygó közelebb kerülhet a csillagokhoz. Egy sokkal erősebb üvegházhatással rendelkező bolygó esetében az élőhely tovább távozik. ”
„Külön tanulmányunkban két csillagot keringő bolygónk van. Az egyik csillag sokkal világosabb, mint a másik. Sokkal világosabb, hogy figyelmen kívül hagytuk a kisebb, halványabb társsztárból származó fluxust. Tehát a lakható övezet meghatározása ebben az esetben konzervatív becslés. "
Quarles és munkatársai kiterjedt numerikus vizsgálatokat végeztek a bolygópályák hosszú távú stabilitásáról a Kepler 16 HZ-en belül. "A bolygópálya stabilitása a bináris csillagoktól való távolságtól függ" - mondta Quarles. "Minél tovább vannak, annál stabilabbak általában, mert kevésbé van zavar a másodlagos csillagtól."
A Kepler 16 rendszerben az elsődleges csillag körüli bolygós pályák csak 0,0675 AU-ig (csillagászati egységekig) stabilak. "Ez jól illeszkedik a lakhatóság belső határához, ahol az elszivárgó üvegházhatás átveszi" - magyarázta Billy. Mindez kivételével kizárja a lakható bolygók lehetőségét a pár elsődleges csillagának közelében lévő keringő pályán. Azt találták, hogy a Goldilocks-övezet távolabbi keringései, a Kepler 16 kis tömegű csillagok párja körül, egymillió vagy annál idősebb skálán stabilak, biztosítva annak lehetőségét, hogy az élet kialakulhat azon a bolygón a HZ-en belül.
A Kepler 16b durván kör alakú pályája, körülbelül 65 millió mérföldre a csillagoktól, e lakható övezet külső szélén található. Gáz óriásként a 16b nem lakható földi bolygó. Földszerű hold, a Goldilocks Hold, a bolygó körüli pályán képes fenntartani az életet, ha elég hatalmas lenne a Föld-szerű légkör megtartására. "Megállapítottuk, hogy a Kepler-16b körüli pályán lehetséges lakható exomoon" - mondta Quarles.
Megkérdeztem Quarles-tól, hogy a csillagok evolúciója miként befolyásolja ezeket a Goldilocks-zónákat. Azt mondta: „A rendszer élettartama alatt számos dolgot kell figyelembe venni. Az egyik az, hogy a csillag hogyan fejlődik az idő múlásával. A legtöbb esetben az élhető zóna közelről indul, majd lassan kiszivárog. ”
A csillag fő szekvenciájának élettartama alatt a hidrogén nukleáris égetése héliumot épít fel a magjában, ami növeli a nyomást és a hőmérsékletet. Ez gyorsabban fordul elő azoknál a csillagoknál, amelyek tömegebb és kevésbé fémes. Ezek a változások befolyásolják a csillag külső régióit, ami folyamatosan növeli a fényerőt és a tényleges hőmérsékletet. A csillag világosabbá válik, és a HZ kifelé mozog. Ez a mozgás a csillag fő szekvenciájának kezdetén a HZ-n belüli bolygót eredményezheti, hogy túl forróvá váljon, és végül élettelenné váljon. Hasonlóképpen, egy eredetileg a HZ-n kívül egy szellemtelen bolygó kiolvadhat, és lehetővé teheti az élet megkezdését.
„Vizsgálatunk során figyelmen kívül hagytuk a csillagok evolúcióját” - mondta Quarles vezető szerző. "Egy millió évig futtattuk a modellünket, hogy megnézhessük, hol helyezkedik el a csillag életciklusának ez a része."
A csillagtól megfelelő távolságban tartás csak egyike annak a feltételnek, amely a bolygó életképességéhez szükséges. A bolygó lakhatósági feltételei különféle geofizikai és geokémiai körülményeket igényelnek. Számos tényező akadályozhatja vagy akadályozhatja az alkalmazhatóságot. Például, a bolygónak hiányzik víz, a gravitáció túl gyenge lehet a sűrű légkör megtartásában, a nagy ütések aránya túl magas lehet, vagy az élethez szükséges minimális összetevők (még mindig megvitatásra várnak) nem állnak rendelkezésre.
Egy dolog világos. Még ha az életre vonatkozó összes követelményt ismerjük, úgy tűnik, hogy rengeteg bolygó van más csillagok körül, és nagyon valószínű, Goldilocks holdak A galaxisunkban lévő csillagok lakható zónáin keringő bolygók körül, hogy az élet aláírásának észlelése egy másik Nap körül lévő bolygó vagy hold atmoszférájában, csak idő kérdése.
