Vi har tendens til at betragte vores jordiske omstændigheder som normale. En vandig, tempereret verden, der kredser om en stabil gul stjerne. Et sted, hvor livet har vedvaret i næsten 4 milliarder år. Det er næsten uundgåeligt, at når vi tænker på andre steder, hvor livet kan trives, bruger vi vores egen oplevelse som et benchmark.
Men skal vi det?
Vores sol er en G-type hovedsekvensstjerne med en levetid på ca. 10 milliarder år. Den er omkring fem milliarder år gammel og har allerede drevet liv på Jorden i næsten 4 milliarder år. Stjerner i G-type hovedsekvens er ikke de mest rigelige og heller ikke de mest langvarige. De udgør kun ca. 6% af Mælkevejens stjernebevolkning, og de lever kun i ca. 10 milliarder år.
De fleste af stjernerne i Mælkevejen (ca. 73%) er røde dværge eller M dværge. M dværge er køligere end vores sol, og deres beboelige zoner er mindre. Men de har levet meget længere efter en størrelsesorden. Deres lange liv kan gøre dem til ideelle stjerner for livet at blomstre rundt i betragtning af de rigtige planeter. Men røde dværge kan være tilbøjelige til dødbringende fakling, og deres farlige energiproduktion er muligvis ikke så gæstfri for livet, som vi kender det.
Der er en anden type værtstjerne, som astronomer begynder at kalde Goldilocks-stjerner. De er mere rigelige end Solen, de har levet længere end Solen, og de udsender ikke så meget farlig stråling som M dværge.
De kaldes K-dværge, også kendt som orange dværge.
"K-dværgstjerner er i det 'søde sted' med egenskaber, der ligger i mellem de sjældnere, mere lysende, men kortere levende soltype-stjerner (G-stjerner) og de flere talrige røde dværgstjerner (M-stjerner)."
Edward Guinan, Villanova University
K-dværge lever mellem 15 til 45 milliarder år, de udgør omkring 13% af Mælkevejens befolkning, og de udsender kun en sekstende så meget dødbringende stråling som M-dværge.
I et nyt arbejde præsenteret på det 235. møde i American Astronomical Society brugte et par forskere flere teleskoper til at undersøge nogle G- og K-dværge i vores galaktiske kvarter. De er Edward Guinan og Scott Engle udgør Villanova University i Pennsylvanie. Deres tilsagn kaldes Goldiloks-projektet.
I en pressemeddelelse sagde Guinan, at K-dværgstjerner er ægte Goldilocks-stjerner. ”K-dværgstjerner er i det” søde sted ”med egenskaber, der ligger i mellem de sjældnere, mere lysende, men kortere solstjerner (G-stjerner) og de flere talrige røde dværgstjerner (M-stjerner). K-stjernerne, især de varmere, har det bedste fra alle verdener. Hvis du er på udkig efter planeter med forekomst, pumpes overflod af K-stjerner dine chancer for at finde liv. ”
I en 100 hundrede lysårs radius fra vores solsystem er der omkring tusinde K-dværge. Disse stjerner er modne til observation. Og selvom de er langt mindre rigelige end M-dværgene, synes nogle astronomer, at vi bør flytte vores fokus til K-dværge, når det kommer til at søge efter potentielt beboelige planeter.
M-dværge er problematiske, når det gælder egnetheden til livet. De er rigelige, og de er vært for mange eksoplaneter, men de er farlige. Da de er så små, er deres beboelige zone meget tæt.
Det betyder, at planeter i den beboelige zone sandsynligvis er tidligt låst, hvilket kan mindske chancerne for at eksistere liv. Den ene side ville være i evigt mørke, og den anden side i evigt lys. Det skaber ekstreme, problematiske temperaturforskelle, hvor den frosne side kunne fryse hovedgasserne ud af atmosfæren og gøre dagslysbenet tørt og golde.
M-dværge er ekstremt energiske og ustabile. De er ofte opblussen stjerner, og deres voldelige energiudbytte kunne let fjerne en planetens atmosfære meget tidligt i sit liv og ødelægge enhver organisme, der havde fået fodfæste på planeten. Nogle af disse fakler kan fordoble stjernens lysstyrke på få minutter.
M-dværge kan også have ekstremt kraftige magnetfelter, der kan overvælde de beskyttende magnetosfærer på planeter, der kredser omkring dem. Et papir fra 2013 undersøgte den effekt, som disse magtfulde magnetiske felter kunne have på alle potentielt beboelige planeter. Denne undersøgelse sagde: ”For at kunne opretholde en jordstørrelse magnetosfære, med undtagelse af kun få tilfælde, ville den jordiske planet enten (1) skulle kredses markant længere ud end de traditionelle grænser for den beboelige zone; ellers, (2) hvis det kredsede i den beboelige zone, ville det kræve mindst et magnetfelt, der spænder fra et par G <Gauss> til op til et par tusinde G. ” Dette er i sammenligning med Jordens magnetosfære, som er en Gauss.
M-dværgernes magtfulde magnetfelter kombineret med deres fakkel gør dem næsten helt sikkert giftige for livet. Og selvom dette intense flaring og magtfulde magnetfelt senere kan slå sig ned i en M-dværgs liv, ville planeter i den beboelige zone allerede have mistet deres atmosfærer.
”Vi er ikke så optimistiske mere med hensyn til chancerne for at finde avanceret liv omkring mange M-stjerner,” sagde Guinan.
K-dværge er forskellige.
K-dværge oplever ikke det samme fakkel og kaotiske energiproduktion, som M-dværge gør. De mangler også de samme intense magnetfelter, som er ansvarlige for meget af en M-dværge uvæsentlige natur. I henhold til Guinans forskning udsender K-dværge kun ca. 1 / 100. så meget dødbringende røntgenbillede som nogle M-dværge.
Goldiloks-projektet målte alder, rotationshastighed og røntgenstråler og langt infrarøde output for en prøve af kølige G- og K-stjerner. De bruger Chandra X-ray Observatory og XMM-Newton-satellitten i projektet, men de er meget afhængige af Hubble-rumteleskopet. Hubble er ekstremt følsom over for ultraviolet stråling fra brint, og de brugte denne følsomhed til at vurdere strålingen fra 20 K-dværge.
"Hubble er det eneste teleskop, der kan gøre denne form for observation," sagde Guinan.
Guinan og Engle fandt, at strålingsniveauerne omkring K-stjerner var meget mindre skadelige end omkring M-dværge. K-stjerner har også længere levetid og derfor langsommere migration af den beboelige zone. Det gør K-dværge til det ideelle sted at søge efter liv, og disse stjerner ville give tid til et meget udviklet liv at udvikle sig på passende planeter. Over Solens hele levetid - 10 milliarder år - øger K-stjerner kun deres lysstyrke med ca. 10-15%, hvilket giver biologisk evolution en meget længere periode for at udvikle avancerede livsformer end på Jorden.
Vi kender allerede nogle K-dværge, der er vært for eksoplaneter, og andre, der muligvis er vært for dem, men som vi er usikre på. Guinan og Engle kiggede på tre særligt interessante mål: Epsilon Eridani, Kepler-442 og Tau Ceti.
”Kepler-442 er bemærkelsesværdig, idet denne stjerne (spektral klassifikation, K5) er vært for det, der betragtes som en af de bedste Goldilocks-planeter, Kepler-442b, en stenet planet, der er lidt mere end to gange Jordens masse. Så Kepler-442-systemet er en Goldilocks-planet, der er vært for en Goldilocks-stjerne! ” sagde Guinan.
Guinan og Engle har brugt 30 år på at observere forskellige typer stjerner. De har bestemt forhold mellem en stjernetype, dens rotation, alder, røntgenstråler og UV-emissioner. Disse data er grundlaget for deres arbejde med, hvordan en stjernes højenergistråling påvirker en planetens atmosfære og livssyn.
Mere:
- Pressemeddelelse: Goldilocks-stjerner er de bedste steder at se efter livet
- 2013 Forskningsdokument: Effekter af M dværgmagnetiske felter på potentielt beboelige planeter
