Meillä on taipumus ajatella maallisia olosuhteitamme normaalina. Vesinen, maltillinen maailma, joka kiertää vakaata keltaista tähteä. Paikka, jossa elämä on kestänyt lähes 4 miljardia vuotta. On melkein väistämätöntä, että kun ajattelemme muita paikkoja, joissa elämä voisi menestyä, käytämme omaa kokemustamme vertailukohdanna.
Mutta pitäisikö meidän?
Aurinko on G-tyyppinen pääsekvenssitähti, jonka elinikä on noin 10 miljardia vuotta. Se on noin viisi miljardia vuotta vanha ja on elänyt maapallolla jo lähes 4 miljardia vuotta. G-tyypin pääsekvenssin tähdet eivät ole kaikkein runsaimpia eivätkä kaikkein pitkäikäisiä. Ne ovat vain noin 6% Linnunradan tähtiväestöstä ja elävät vain noin 10 miljardia vuotta.
Suurin osa Linnunradan tähdistä (noin 73%) on punaisia kääpiöitä tai M kääpiöitä. M kääpiöt ovat viileämpiä kuin aurinko, ja niiden asumisalueet ovat pienempiä. Mutta he ovat eläneet paljon kauemmin, suuruusluokkaa. Heidän pitkät elämänsä saattavat tehdä heistä ihanteellisia tähtiä elämän kukoistamiseksi, kun otetaan huomioon oikeat planeetat. Mutta punaiset kääpiöt voivat olla alttiita tappavalle lentämiselle, ja niiden vaarallinen energiantuotto ei välttämättä ole niin vieraanvarainen elämälle kuin me sen tiedämme.
On olemassa toinen tyyppinen isäntätähti, jota tähtitieteilijät alkavat kutsua Goldilocks-tähtiä. He ovat runsaampia kuin aurinko, he ovat pidempiä kuin aurinko ja he eivät säteile niin paljon vaarallista säteilyä kuin M kääpiöt.
Niitä kutsutaan K kääpiöksi, joka tunnetaan myös nimellä oranssi kääpiö.
"K-kääpiötähdet ovat" makeassa paikassa ", ja niiden ominaisuudet ovat harvinaisempien, valoisampien, mutta lyhyemmän elinajan aurinko-tyyppisten (G-tähdet) ja lukuisimpien punaisten kääpiöiden (M-tähdet) välillä."
Edward Guinan, Villanovan yliopisto
K-kääpiöt elävät 15 - 45 miljardia vuotta, ja niiden osuus Linnunradan väestöstä on noin 13%, ja ne emittoivat vain kuudestoistatoista kertaa tappavampaa säteilyä kuin M-kääpiöt.
Uudessa teoksessa, joka esiteltiin Amerikan tähtitieteellisen seuran 235. kokouksessa, pari tutkijaa käytti useita teleskooppeja tutkiakseen joitain G- ja K-kääpiöitä galaktisen naapurustossamme. He ovat Edward Guinan ja Scott Engle muodostaen Villanovan yliopiston Pennsylvaniessa. Heidän yritystään kutsutaan Goldiloks-projektiksi.
Guinan sanoi lehdistötiedotteessa, että K-kääpiötähdet ovat todellisia Goldilocks-tähtiä. ”K-kääpiötähdet ovat” makeassa paikassa ”, ja niiden ominaisuudet ovat harvinaisempien, valoisampien, mutta lyhyemmän elinajan aurinko-tyyppisten (G-tähdet) ja lukuisimpien punaisten kääpiöiden (M-tähdet) välillä. K-tähdellä, etenkin lämpimämmällä, on paras kaikista maailmoista. Jos etsit asumiskelpoisia planeettoja, K-tähteiden runsaus pumppaa mahdollisuuksiasi löytää elämä. ”
Aurinkokuntamme 100 sadan valovuoden säteellä on noin tuhat K-kääpiötä. Nämä tähdet ovat kypsiä havainnointia varten. Ja vaikka ne eivät ole paljonkaan runskaita kuin M-kääpiöt, joidenkin tähtitieteilijöiden mielestä meidän pitäisi siirtää keskittymisemme K-kääpiöihin etsittäessä mahdollisesti asuttavia planeettoja.
M-kääpiöt ovat ongelmallisia elämäsoveltuvuuden kannalta. He ovat runsaasti ja isännöivät paljon eksoplaneetteja, mutta ne ovat vaarallisia. Koska he ovat niin pieniä, heidän asumisalue on hyvin lähellä.
Tämä tarkoittaa, että kaikki asuttamisvyöhykkeellä olevat planeetat ovat todennäköisesti vuorovesilukittu, mikä voisi vähentää elämän mahdollisuuksia. Toinen puoli olisi ikuisessa pimeydessä ja toinen puoli ikuisessa valossa. Tämä aiheuttaa äärimmäisiä, ongelmallisia lämpötilaeroja, joissa jäätynyt puoli voi jäädyttää pääkaasut ilmakehästä, jolloin päivänvalon puolella oleva luu on kuiva ja karu.
M-kääpiöt ovat erittäin energisiä ja epävakaita. Ne ovat usein leimahtavat tähtiä, ja heidän väkivaltainen energiantuotonsa voi helposti poistaa planeetan ilmapiirin hyvin varhaisessa vaiheessa ja tuhota kaikki organismit, jotka ovat saaneet jalansijaa planeetalla. Jotkut näistä soihdoista voivat kaksinkertaistaa tähden kirkkauden muutamassa minuutissa.
M-kääpiöillä voi olla myös erittäin voimakkaita magneettikenttiä, jotka voivat ylittää niitä kiertävien planeettojen suojaavat magnetosfäärit. Vuoden 2013 paperissa tutkittiin vaikutusta, joka näillä voimakkaalla magneettikentällä voisi olla mille tahansa potentiaalisesti asuttavalle planeetalle. Tutkimuksessa sanottiin: ”Voidakseen ylläpitää maapallon kokoista magnetosfääriä, muutamaa tapausta lukuun ottamatta, maanpäällisen planeetan joko (1) tarvitsee kiertää merkittävästi kauempana kuin asutettavan alueen perinteiset rajat; tai muuten, (2) jos se kiertää asuttamisvyöhykkeellä, se vaatii ainakin magneettikentän, joka vaihtelee muutamasta G <Gauss> - muutamaan tuhanteen G. " Tämä on verrattuna Maan magnetosfääriin, joka on yksi Gauss.
M-kääpiöiden voimakkaat magneettikentät yhdessä niiden polttamisen kanssa tekevät niistä melko varmasti myrkyllisiä elämälle. Ja vaikka tämä voimakas palava ja voimakas magneettikenttä voi asettua myöhemmin M-kääpiön elämässä, silloin asuttamisvyöhykkeellä olevat planeetat olisivat jo menettäneet ilmakehänsä.
"Emme ole enää niin optimistisia mahdollisuuksista löytää pitkälle edennyt elämä monien M-tähtijen ympärillä", Guinan sanoi.
K-kääpiöt ovat erilaisia.
K-kääpiöt eivät koe samaa polttavaa ja kaoottista energian tuottoa kuin M-kääpiöt. Heistä puuttuu myös samat voimakkaat magneettikentät, jotka ovat vastuussa suurimmasta osasta M-kääpiöiden turmeltumatonta luonnetta. Guinanin tutkimuksen mukaan K-kääpiöt säteilevät vain noin sadasosa yhtä paljon tappavia röntgenkuvia kuin jotkut M-kääpiöt.
Goldiloks-projekti mittasi viileiden G- ja K-tähtiäytteiden näytteen ikää, pyörimisnopeutta sekä röntgen- ja kauko-infrapunaulostuloja. He käyttävät projektissa Chandran röntgen observatorioa ja XMM-Newton-satelliittia, mutta he luottavat voimakkaasti Hubble-avaruusteleskooppiin. Hubble on erittäin herkkä vedyn aiheuttamalle ultraviolettiselle säteilylle, ja he käyttivät tätä herkkyyttä arvioimaan 20 K-kääpiöstä tulevaa säteilyä.
"Hubble on ainoa kaukoputki, joka voi suorittaa tällaisen havainnon", Guinan sanoi.
Guinan ja Engle havaitsivat, että K-tähtiä ympäröivät säteilytasot olivat paljon vähemmän haitallisia kuin M-kääpiöiden ympärillä. K-tähdet ovat myös pidempiä elinaikojaan, ja siksi asutettavan alueen muuttuminen on hitaampaa. Tämä tekee K-kääpiöistä ihanteellisen paikan etsimään elämää ja nämä tähdet antaisivat aikaa hyvin kehittyneelle elämälle kehittyä sopivilla planeetoilla. Koko Auringon elinkaaren ajan - 10 miljardia vuotta - K-tähtien kirkkaus kasvaa vain noin 10–15%, mikä antaa biologiselle evoluutiolle huomattavasti pidemmän ajanjakson kehittyneiden elämänmuotojen kehittämiseen kuin maan päällä.
Tunnemme jo joitain K-kääpiöitä, jotka isännöivät eksoplaneetteja, ja toisia, jotka saattavat isännöidä heitä, mutta emme ole varmoja. Guinan ja Engle tarkastelivat kolmea erityisen mielenkiintoista kohdetta: Epsilon Eridani, Kepler-442 ja Tau Ceti.
”Kepler-442 on huomionarvoinen siinä mielessä, että tämä tähti (spektrin luokittelu, K5) isännöi sitä, jota pidetään yhtenä parhaimmista Goldilocks-planeetoista, Kepler-442b, kivinen planeetta, joka on hiukan yli kaksi kertaa maan massa. Joten Kepler-442 -järjestelmä on Goldilocks-planeetta, jota isännöi Goldilocks-tähti! ” sanoi Guinan.
Guinan ja Engle ovat viettäneet 30 vuotta tarkkailemalla erityyppisiä tähtiä. He ovat määrittäneet tähdetyypin, sen kierto-, ikä-, röntgen- ja UV-päästöjen väliset suhteet. Tämä tieto on perusta heidän työlleen siitä, kuinka tähden korkea energian säteily vaikuttaa planeetan ilmakehään ja tulevaisuudennäkymiin.
Lisää:
- Lehdistötiedote: Goldilocks-tähdet ovat parhaita paikkoja etsiä elämää
- Vuoden 2013 tutkimuskirja: M-kääpiömagneettisten kenttien vaikutukset potentiaalisesti asuttaviin planeettoihin
