Hvilke stjerner er mest sandsynligt at have beboelige planeter? En ny undersøgelse antyder, at K-stjerner - mellem de mørkeste røde dværge af M-typen og sollignende stjerner - kan give det søde sted for livet.
Kunstnerens koncept om super-jorden-exoplanet Kepler-62f kredser om en K-stjerne. Sådanne verdener er måske blandt de mest sandsynlige for at være vært for livet. Billede via Ames Research Center / JPL-Caltech / Tim Pyle.
Astronomer har opdaget mere end 4, OOO-exoplaneter - inklusive nogle der er potentielt beboelig - i de seneste år. De har fundet eksoplaneter, der kredser rundt om stjerner, der ligner vores egen sol. Og de har fundet dem, der kredser rundt om ikke-sollignende stjerner, for eksempel små, kølige røde dværge. På udkig efter planeter, der muligvis understøtter livet, er et af de primære og mest spændende mål for planetjagt. Og så vil astronomer vide det hvilke stjerner er mest sandsynligt at have beboelige planeter.
Disse stjerner kan betragtes som Goldilocks stjerner som er helt rigtigt - i det mindste på nogle måder - for potentielt livsunderstøttende planeter. Kælenavnet minder om Goldilocks Zone eller den beboelige zone, regionen omkring en stjerne, hvor temperaturer på en stenet planet tillader flydende vand at eksistere.
En ny peer review undersøgelse offentliggjort i The Astrophysical Journal Letters den 6. marts, 2019, kan muligvis hjælpe med at indsnævre søgningen efter Goldilocks-stjerner. Undersøgelsen er af Giada Arney fra NASA's Goddard Space Flight Center.
Overraskende nok, ifølge Arneys undersøgelse, er de bedste stjerner måske ikke dem som vores sol. I stedet kan K-stjerner - lysere end vores sol, men lysere end M-type røde dværge - være de ideelle kandidater. K-stjerner kan leve i 17 til 70 milliarder år, meget længere end sollignende stjerner, som kun lyser på hovedsekvensen i kun ca. 10 milliarder år. En længere levetid for en K-stjerne ville give liv på en kredsende planet mere tid til at udvikle sig, hvis den nogensinde kom i gang.
K-stjerner er også mindre aktive i deres ungdom med færre ekstreme solbrændere, der kunne udslette ethvert liv på en ung planet. I modsætning hertil er små røde dværge af M-type mere intenst aktive; liv, der starter på en planet, der kredser om en M-stjerne, ville være nødt til at finde en måde at overleve på en eller anden måde i et ekstremt miljø.
Morgan-Keenan-stjerneklassificeringssystemet. Vores sol er en gul G-stjerne. Billede via Las Cumbres Observatorium.
Arney påpegede, at M-stjerner har nogle fordele. De er den mest almindelige type stjerne og lever i hovedsekvensen mere end en billion år. Men deres solfladeaktivitet er problematisk, især i deres ungdom. De har også mere energi, når de er yngre, muligvis nok til at koge off oceaner på nogen nærliggende stenede planeter.
K-stjerner er et sted i midten mellem M-stjerner og sollignende G-stjerner. Arney sagde:
Jeg kan godt lide at tro, at K-stjerner er i en 'sød plet' mellem sol-analoge stjerner og M-stjerner.
Hvordan kunne vi opdage liv på en planet, der kredser om en fjern K-stjerne? Den første ting, der skal afgøres, er, om der er potentielle biosignaturer - kemiske antydninger til liv - i en planetens atmosfære. En sådan biosignatur ville være eksistensen af både metan og ilt. Da disse gasser har tendens til at ødelægge hinanden hurtigt, kunne vi - hvis vi fandt begge - antage noget, muligvis liv, skal producere begge løbende.
Kunstnerens koncept om super-Earth Kepler-438b kredser om K-stjernen. Billede via Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Arney brugte en computermodel til at simulere kemi og temperatur i en planets mulige atmosfære for at se, hvordan den opfører sig omkring forskellige typer stjerner. En anden model simulerede spektret af planetens atmosfære, da den muligvis kan ses af et fremtidig teleskop. Som hun forklarede:
Når du placerer planeten omkring en K-stjerne, ødelægger iltet ikke metanet så hurtigt, så mere af det kan opbygges i atmosfæren. Dette skyldes, at K-stjernens ultraviolette lys ikke genererer stærkt reaktive iltgasser, der ødelægger metan lige så let som en sollignende stjerne.
Analysen antydede også, at et methan-oxygen-signal muligvis er stærkere omkring K-stjerner. Det samme er blevet forudsagt for M-stjerner, men igen, deres intense solfladeaktivitet kan komplicere livets udvikling.
En anden fordel ved K-stjerner er, at planeter er lettere at opdage - endda at se dem direkte - end omkring lysere sollignende stjerner. Som Arney kommenterede:
Solen er 10 mia gange lysere end en jordlignende planet omkring den, så det er meget lys, du er nødt til at undertrykke, hvis du vil se en kredsende planet. En K-stjerne er måske 'kun' en milliard gange lysere end en jord omkring den.
Potentielt beboelige eksoplaneter kan også omgå M-stjerner (røde dværge), såsom de syv jordstørrede verdener i TRAPPIST-1-systemet. Billede via NASA / JPL-Caltech.
Arney anførte også nogle af de nærliggende K-stjerner, der muligvis er mest sandsynligt at have beboelige planeter:
Jeg finder ud af, at visse K-stjerner i nærheden som 61 Cyg A / B, Epsilon Indi, Groombridge 1618 og HD 156026 kan være særligt gode mål for fremtidige biosignatur-søgninger.
Med over 200 milliarder stjerner alene i vores galakse vil dette arbejde hjælpe astronomer med at finde ud af, hvilke - og deres planeter - der skal ses bedst muligt i søgen efter ikke kun beboelige verdener, men planeter, der erfaktisk beboet, selvom bare ved mikrober.
Nederste linje: For at indsnævre de bedste steder at se efter tegn på fremmed liv - beboelige planeter - er astronomer nødt til at vide, hvilke stjerner der er mest sandsynligt at være vært for sådanne verdener, hvor livet kunne have startet. Denne nye undersøgelse hjælper med at gøre netop det og vil hjælpe forskere med at bestemme, hvilke planeter der skal være de primære mål for undersøgelsen.
Kilde: K Dværgets fordel ved biosignaturer på direkte afbildede eksoplaneter
Via NASA