Мы склонны думать о наших земных обстоятельствах как о нормальных. Водный, умеренный мир, вращающийся вокруг стабильной желтой звезды. Место, где жизнь существует уже почти 4 миллиарда лет. Почти неизбежно, что, когда мы думаем о других местах, где жизнь может процветать, мы используем наш собственный опыт в качестве ориентира.
Но мы должны?
Наше Солнце - звезда главной последовательности G-типа с продолжительностью жизни около 10 миллиардов лет. Ей около пяти миллиардов лет, и она питает жизнь на Земле уже почти 4 миллиарда лет. Звезды главной последовательности типа G не самые обильные и не самые долгоживущие. Они составляют всего около 6% звездного населения Млечного Пути и живут только около 10 миллиардов лет.
Большинство звезд в Млечном Пути (около 73%) - красные карлики, или М-карлики. М карлики холоднее нашего Солнца, а их обитаемые зоны меньше. Но они намного дольше живут на порядок. Их долгая жизнь могла бы сделать их идеальными звездами для жизни, чтобы процветать вокруг, учитывая правильные планеты. Но красные карлики могут быть склонны к смертельной вспышке, и их опасный выход энергии может быть не таким гостеприимным для жизни, как мы это знаем.
Есть еще один тип звезд, которые астрономы начинают называть звездами Златовласки. Они более многочисленны, чем Солнце, они живут дольше, чем Солнце, и они не излучают столько опасного излучения, сколько М-гномы.
Их называют К гномами, также известными как оранжевые гномы.
«Звезды K-карликов находятся в« сладком месте »со свойствами, промежуточными между более редкими, более светящимися, но более короткими звездами солнечного типа (G-звезды) и более многочисленными звездами красных карликов (M-звезды)».
Эдвард Гинан, Университет Вилланова
K карликов живут от 15 до 45 миллиардов лет, они составляют около 13% населения Млечного Пути и испускают лишь одну шестнадцатую столько смертельного излучения, сколько M карликов.
В новой работе, представленной на 235-м собрании Американского астрономического общества, пара исследователей использовала несколько телескопов для исследования некоторых G- и K-карликов в нашем галактическом районе. Это Эдвард Гинан и Скотт Энгл из Университета Вилланова в Пенсильвании. Их начинание называется проектом Златовласка.
В пресс-релизе Гинань сказал, что звезды K-карликов - настоящие звезды Златовласки. «Звезды K-карликов находятся в« сладком месте »со свойствами, промежуточными между более редкими, более светящимися, но более короткими звездами солнечного типа (G-звездами) и более многочисленными звездами красных карликов (M-звездами). Звезды К, особенно теплые, обладают лучшим из всех миров. Если вы ищете планеты с обитаемостью, изобилие звезд K увеличивает ваши шансы найти жизнь ».
В радиусе 100 сотен световых лет от нашей Солнечной системы насчитывается около тысячи K-карликов. Эти звезды созрели для наблюдения. И хотя они гораздо менее многочисленны, чем M-карлики, некоторые астрономы считают, что мы должны сместить фокус на K-карликов, когда речь заходит о поиске потенциально обитаемых планет.
М-карлики проблематичны, когда дело доходит до пригодности для жизни. Их много, и у них много экзопланет, но они опасны. Поскольку они такие маленькие, их обитаемая зона очень близка.
Это означает, что любые планеты в обитаемой зоне, вероятно, заблокированы приливно, что может уменьшить шансы на существование. Одна сторона будет в вечной тьме, а другая - в вечном свете. Это создает экстремальные, проблематичные перепады температур, когда замерзшая сторона может заморозить основные газы из атмосферы, делая кость дневной стороны сухой и бесплодной.
М-карлики чрезвычайно энергичны и неустойчивы. Они часто вспыхивают звездами, и их сильный выброс энергии может легко разрушить атмосферу планеты в самом начале ее жизни и уничтожить любой организм, который обосновался на планете. Некоторые из этих вспышек могут удвоить яркость звезды за считанные минуты.
М-карлики могут также обладать чрезвычайно мощными магнитными полями, которые могут подавлять защитные магнитосферы любых планет, вращающихся вокруг них. В статье 2013 года рассматривалось влияние, которое эти мощные магнитные поля могли оказывать на любые потенциально обитаемые планеты. В этом исследовании говорилось: «Чтобы иметь возможность поддерживать магнитосферу размером с Землю, за исключением лишь нескольких случаев, земная планета либо (1) должна будет вращаться значительно дальше, чем традиционные границы обитаемой зоны; или (2) если бы он находился на орбите внутри обитаемой зоны, ему потребовалось бы как минимум магнитное поле в диапазоне от нескольких Гс до Гаусса до нескольких тысяч Гс ». Это по сравнению с магнитосферой Земли, которая является одним гауссом.
Мощные магнитные поля M-карликов в сочетании с их вспышками делают их почти наверняка токсичными для жизни. И хотя это интенсивное вспыхивающее и мощное магнитное поле может успокоиться позже в жизни М-карлика, к тому времени планеты в обитаемой зоне уже потеряли бы свои атмосферы.
«Мы больше не так оптимистичны в отношении шансов найти продвинутую жизнь вокруг многих звезд М», - сказал Гинань.
К-карлики разные.
K-карлики не испытывают ту же энергию вспышки и хаоса, что и M-карлики. Им также не хватает таких же интенсивных магнитных полей, которые ответственны за большую часть неблагоприятной природы М-карликов. Согласно исследованию Гинаня, K-карлики испускают лишь на 1/100 столько же смертоносных рентгеновских лучей, сколько некоторые M-карлики.
Проект Goldiloks измерил возраст, скорость вращения, а также рентгеновский и дальний инфракрасные излучения образца холодных звезд G и K. Они используют в проекте рентгеновскую обсерваторию Чандра и спутник XMM-Newton, но в значительной степени полагаются на космический телескоп Хаббла. Хаббл чрезвычайно чувствителен к ультрафиолетовому излучению, исходящему от водорода, и они использовали эту чувствительность для оценки излучения, исходящего от 20 K-карликов.
«Хаббл - единственный телескоп, который может проводить такие наблюдения», - сказал Гинан.
Guinan и Engle обнаружили, что уровни излучения вокруг K-звезд гораздо менее вредны, чем вокруг M-карликов. K-звезды также имеют более длительное время жизни и, следовательно, более медленную миграцию обитаемой зоны. Это делает K-карликов идеальным местом для поиска жизни, и эти звезды дадут время для развития высоко развитой жизни на подходящих планетах. За всю жизнь Солнца - 10 миллиардов лет - K-звезды только увеличивают свою яркость примерно на 10-15%, что дает биологической эволюции гораздо больший промежуток времени для развития продвинутых форм жизни, чем на Земле.
Мы уже знаем о некоторых K-карликах, которые содержат экзопланеты, и о других, которые могут их принимать, но в этом мы не уверены. Гинан и Энгл рассмотрели три особенно интересные цели: Эпсилон Эридани, Кеплер-442 и Тау Кита.
«Kepler-442 примечателен тем, что на этой звезде (спектральная классификация, K5) находится то, что считается одной из лучших планет Златовласка, Kepler-442b, каменистой планетой, масса которой в два с лишним раза превышает массу Земли. Таким образом, система Kepler-442 - это планета Златовласка, размещенная звездой Златовласки! » сказал Гинань.
Гинань и Энгл потратили 30 лет, наблюдая за различными типами звезд. Они определили взаимосвязь между типом звезды, ее вращением, возрастом, рентгеновским излучением и излучением ультрафиолета. Эти данные являются основой их работы о том, как высокоэнергетическое излучение звезды влияет на атмосферу планеты и перспективы жизни.
Больше:
- Пресс-релиз: «Златовласка» - лучшее место для жизни
- Исследовательская работа 2013: Влияние магнитных полей карликов на потенциально обитаемые планеты.
