Jægere af fremmede liv kan have en ny og ikke-forventet niche at spejde ud.
Et nyligt papir, der er forelagt af lektor i astronomi ved Columbia University Kristen Menou til Astrophysical Journal, antyder, at tidligt låste planeter i tæt bane til M-klasse røde dværgstjerner kan være vært for en meget unik hydrologisk cyklus. Og i nogle ekstreme tilfælde kan denne cyklus forårsage en nysgerrig dikotomi med isopsamling på verdens farside halvkugle og efterlade en skæv solnedgang. At spire liv i sådanne forhold ville være en udfordring, siger eksperter, men det er - lokkelig - tænkeligt.
Muligheden for liv omkring røde dværgstjerner har forskrækket forskere før. Dværge af M-type er kun 0,075 til 0,6 gange så massiv som vores sol og er meget mere almindelige i universet. Disse ulykkelige stjerners levetid kan måles i billioner år for den lave ende af masseskalaen. Til sammenligning har universet kun eksisteret i 13,8 milliarder år. Dette er et andet plus i spillet om at give biologisk liv en chance for at komme i gang. Og mens den beboelige zone, eller "Guldlåse" -regionen, hvor vandet forbliver flydende, er tættere på en værtsstjerne for en planet, der kredser om en rød dværg, er den også mere omfattende end hvad vi bor i vores eget solsystem.
Men et sådant scenario er ikke uden dets ulemper. Røde dværge er turbulente stjerner, der frigører strålingstorme, der ville gøre enhver nærliggende planeter sterile for livet, som vi kender det.
Men modellen Professor Menou foreslår maling et unikt og overbevisende billede. Mens vand på den permanente dagsdagsside i en jordstørrelse verden, der er tidligt fastlåst i bane omkring en M-dværgstjerne, hurtigt ville fordampe, ville det blive transporteret ved atmosfærisk konvektion og fryse ud og akkumuleres på den permanente nattside. Denne is vil kun langsomt migrere tilbage til den brændende dagslysside, og processen ville fortsætte.
Kunne disse typer af ”vandlåste verdener” være mere almindelige end vores egne?
Den nævnte tidevandslåsning er den samme, som der er sket mellem Jorden og dens måne. Månen holder et ansigt evigt vendt mod Jorden og afslutter en revolution hver 29,5 dages synodisk periode. Vi ser også dette samme fænomen i satellitterne til Jupiter og Saturn, og sådan opførsel er sandsynligvis almindelig inden for området for exoplaneter, der tæt kredser om deres værtstjerner.
Undersøgelsen anvendte en dynamisk model kendt som PlanetSimulator oprettet på University of Hamburg i Tyskland. De verdener, der er modelleret af forfatteren, antyder, at planeter med mindre end en fjerdedel af vandet til stede i Jordens oceaner og udsat for en lignende insolation som Jorden fra dens værtsstjerne til sidst ville fange det meste af deres vand som is på planetens nattside.
Resultater af Kepler-data antyder, at planeter i tæt bane omkring M-dværgstjerner kan være relativt almindelige. Forfatteren bemærker også, at en sådan isfælde på en vandmangel verden, der kredser om en M-dværgstjerne, ville have en dyb virkning af klimaet, afhængig af mængden af flygtige stoffer. Dette inkluderer muligheden for påvirkninger på processen med erosion, vejrforhold og CO2 cykling, som også er afgørende for livet, som vi kender det på Jorden.
Indtil videre er der endnu ikke en rigtig "kort liste" over opdagede exoplaneter, der kan passe til regningen. ”Enhver planet i den beboelige zone af en M-dværgstjerne er en potentiel vandfanget verden, men sandsynligvis ikke, hvis vi ved, at planeten besidder en tyk atmosfære.” Professor Menou fortalte Univers I dag. ”Men som flere sådanne planeter opdages, burde der være mange flere potentielle kandidater.”
At være, at røde dværgstjerner er relativt almindelige, kan dette isfældescenario også være udbredt?
”Kort sagt ja,” sagde professor Menou til Space Magazine. ”Det afhænger også af hyppigheden af planeter omkring sådanne stjerner (indikationerne antyder, at den er høj), og af den samlede vandmængde på overfladen af planeten, som nogle formationsmodeller antyder burde være små, hvilket ville gøre dette scenarie mere sandsynligt /relevant. Det kan i princippet være normen snarere end undtagelsen, skønt den stadig skal ses. ”
Selvfølgelig vil livet under sådanne forhold møde de unikke udfordringer. Dagen på siden af verden ville blive udsat for de stormfulde indflydelser i dens røde dværg værtens sol i form af hyppige strålingstorme. Den kolde nattetidsside ville give en vis pusterum fra dette, men at finde en pålidelig energikilde på den permanent indhyllede nattside af sådan som verden ville være vanskeligt, måske at stole på kemosyntesen i stedet for sol-drevet fotosyntesen.
På jorden gør livet beliggende i nærheden af "sorte rygere" eller vulkanhuller dybt på havbunden, hvor solen aldrig skinner, netop det. Man kunne måske også forestille sig et liv, der finder en niche i skumringsregionerne i en sådan verden, der fodrer med detritusen, der cirkulerer forbi.
Nogle af de nærmeste røde dværgstjerner til vores eget solsystem inkluderer Promixa Centauri, Barnards Star og Luyten's Flare Star. Barnards stjerne har været målet for søgninger efter eksoplaneter i over et århundrede på grund af dens høje korrekte bevægelse, som hidtil har vist sig intet.
Den hidtil nærmeste M-dværgstjerne med eksoplaneter, der hidtil er opdaget, er Gliese 674, med en afstand af 14,8 lysår. Den aktuelle sammenhæng af ekstrasolære verdener i henhold til Extrasolar Planet Encyclopedia ligger på 919.
Denne jagt vil også give en udfordring for TESS, Transiting Exoplanet Survey Satellite og efterfølgeren til Kepler, der skulle lanceres i 2017.
At søge efter og identificere isfangede verdener kan vise sig at være en udfordring. Sådanne planeter ville udvise en kontrast i albedo eller lysstyrke fra den ene halvkugle til den anden, men vi vil altid se den isdækkede nattside i mørke. Stadigvis har exoplanet-jagtforskere været i stand til at drille en forbløffende mængde information fra de tilgængelige data før - måske vil vi snart vide, om der findes sådanne planetariske oaser langt inde i ”snesnoren”, der kredser rundt om røde dværgstjerner.
Læs papiret om vandfangede verdener på følgende link.
