Beboelige zoner er regionerne omkring stjerner, inklusive vores egen sol, hvor forholdene er de mest gunstige for udviklingen af livet på alle klippeplaneter, der sker i kredsløb i dem. Generelt er det regioner, hvor temperaturer tillader flydende vand at eksistere på overfladen af disse planeter og er ideelle til "liv som vi kender det." Specifikke forhold på grund af den slags atmosfære, geologiske forhold osv. Skal også tages i betragtning fra sag til sag.
Ved at undersøge sporstoffer i værtsstjernerne har forskerne fundet ledetråde til, hvordan de beboelige zoner udvikler sig, og hvordan disse elementer også påvirker dem. For at bestemme, hvilke elementer der er i en stjerne, studerer forskere bølgelængderne i dens lys. Disse sporstoffer er tungere end de brint- og heliumgasser, som stjernen primært er sammensat af. Variationer i sammensætningen af disse stjerner menes nu at påvirke de beboelige zoner omkring dem.
Undersøgelsen blev ledet af Patrick Young, en teoretisk astrofysiker og astrobiolog ved Arizona State University. Young og hans team præsenterede deres konklusioner den 11. januar 2012 på det årlige møde i American Astronomical Society i Austin, Texas. Han og hans kolleger har indtil videre undersøgt mere end hundrede dværgstjerner.
En overflod af disse elementer kan påvirke, hvor uigennemsigtig en stjerners plasma er. Det har vist sig, at calcium, natrium, magnesium, aluminium og silicium har små, men signifikante effekter på en stjernes udvikling - højere niveauer havde tendens til at resultere i køligere, rødere stjerner. Som Young forklarer, ”Stjernes vedholdenhed som stabile genstande afhænger af opvarmningen af plasma i stjernen ved kernefusion for at frembringe tryk, der modvirker tyngdekraftens indre kraft. En højere opacitet fanger fusionsenergien mere effektivt og resulterer i en større radius, køligere stjerne. Mere effektiv anvendelse af energi betyder også, at nukleare afbrænding kan gå langsommere, hvilket resulterer i en længere levetid for stjernen. ”
Levetiden for en stjernes beboelige zone kan også påvirkes af et andet element - ilt. Young fortsætter: ”Den beboelige levetid for en bane på størrelse med Jordens størrelse omkring en en-solmasse-stjerne er kun 3,5 milliarder år for iltforarmede kompositioner, men 8,5 milliarder år for iltrige stjerner. Til sammenligning forventer vi, at Jorden forbliver beboelig i en anden milliard år eller deromkring i alt ca. 5,5 milliarder år, før Solen bliver for lysende. Det komplekse liv på Jorden opstod ca. 3,9 milliarder år efter dens dannelse, så hvis Jorden overhovedet er repræsentativ, er stjerner med lavt ilt måske mindre end ideelle mål. ”
Ud over den beboelige zone kan sammensætningen af en stjerne bestemme den eventuelle sammensætning af alle planeter, der dannes. Forholdet mellem kulstof-ilt og magnesium-silicium af stjerner kan påvirke, om en planet har magnesium- eller siliciumbelastede lermineraler, såsom magnesiumsilicat (MgSiO3), siliciumdioxid (SiO2), magnesiumortosilicat (Mg2SiO4) og magnesiumoxid (MgO ). En stjernes sammensætning kan også spille en rolle i, om en stenet planet måske har kulstofbaseret klippe i stedet for siliciumbaseret klippe som vores planet. Selv planets indre kan påvirkes, da radioaktive elementer ville bestemme, om en planet har en smeltet kerne eller en fast en. Pladetektonik, der antages at være vigtig for udviklingen af livet på Jorden, afhænger af et smeltet indre.
Young og hans team ser nu på 600 stjerner, dem, der allerede er målrettet mod exoplanet-søgninger. De planlægger at fremstille en liste over de 100 bedste stjerner, der kunne have potentielt beboelige planeter.
