Me kipume arvama, et meie maised olud on normaalsed. Stabiilse kollase tähega tiirleb vesine parasvöötme maailm. Koht, kus elu on püsinud ligi 4 miljardit aastat. On peaaegu paratamatu, et kui mõtleme muudele kohtadele, kus elu võiks õitsele jõuda, kasutame võrdlusalusena oma kogemusi.
Aga kas peaksime?
Meie päike on G-tüüpi põhijärjestuse täht, eluiga umbes 10 miljardit aastat. See on umbes viis miljardit aastat vana ja elab Maal juba peaaegu 4 miljardit aastat. G-tüüpi põhijadade tähti pole kõige küllaga ega ka pikaealisemaid. Need moodustavad ainult umbes 6% Linnutee tähtpopulatsioonist ja elavad vaid umbes 10 miljardit aastat.
Enamik Linnutee tähtedest (umbes 73%) on punased kääbused ehk M kääbused. M kääbused on meie Päikesest jahedamad ja nende asustatavad tsoonid on väiksemad. Kuid nad on palju kauem elanud, suurusjärgu võrra. Nende pikk eluiga võib muuta need ideaalseteks staarideks, kus elu õitseda, arvestades õigeid planeete. Kuid punased pöialpoisid võivad surmavalt paisuda ja nende ohtlik energiatoodang ei pruugi olla eluks nii külalislahke, nagu me seda teame.
On veel üks tüüpi hosttäht, mida astronoomid hakkavad Goldilocksi tähtedeks kutsuma. Nad on Päikesest küllaga, nad on Päikesest kauem elanud ja nad ei eralda nii palju ohtlikku kiirgust kui M pöialpoiss.
Neid nimetatakse K-kääbusteks, tuntud ka kui oranžid kääbused.
"K-kääbustähed on nn magusas kohas. Nende omadused on haruldaste, helendavate, kuid lühema elueaga päikesetüüpi tähtede (G-tähed) ja arvukamate punaste kääbustähtede (M-tähed) vahel."
Edward Guinan, Villanova ülikool
K-kääbused elavad 15–45 miljardit aastat, nad moodustavad umbes 13% Linnutee elanikkonnast ja nad kiirgavad ainult ühte kuueteistkümnendat sama palju surmavat kiirgust kui M-kääbused.
Ameerika astronoomiaühingu 235. koosolekul esitletud uues töös kasutasid teadlaste paarid teleskoope mitmete G- ja K-kääbuste uurimiseks meie galaktilises naabruses. Nad Edward Guinan ja Scott Engle moodustavad Pennsylvanie osariigis asuva Villanova ülikooli. Nende ettevõtmist nimetatakse Goldiloks Projectiks.
Guinan ütles oma pressiteates, et K-kääbustähed on tõelised Goldilocksi tähed. „K-kääbustähed on nn magusas kohas, nende omadused on haruldaste, helendavate, kuid lühema elueaga päikesetüüpi tähtede (G-tähed) ja arvukamate punaste kääbustähtede (M-tähed) vahel. K-tähed, eriti soojemad, on kõigist maailmadest paremad. Kui otsite elamiskõlblikke planeete, siis K-tähtede arvukus suurendab teie võimalusi elu leida. ”
Meie Päikesesüsteemist saja saja valgusaasta raadiuses on umbes tuhat K-pöialpoissi. Need tähed on vaatluseks küpsed. Ja kuigi nad on palju vähem kui M-kääbused, arvavad mõned astronoomid, et potentsiaalselt elamiskõlblike planeetide otsimisel peaksime keskenduma K-kääbustele.
M-kääbused on probleemsed, kui rääkida elu sobivusest. Neid on palju ja nad võõrustavad palju eksoplaneete, kuid nad on ohtlikud. Kuna nad on nii väikesed, on nende asustatav tsoon väga lähedal.
See tähendab, et kõik asustatavas tsoonis olevad planeedid on tõenäoliselt loodete poolt lukus, mis võib vähendada eluvõimalusi. Üks külg oleks pidevas pimeduses ja teine pool püsivas valguses. See tekitab äärmuslikke, problemaatilisi temperatuurierinevusi, kus külmunud külg võib peamised gaasid õhust välja külmutada, muutes päevavalguse luu kuiva ja viljatuks.
M-kääbused on äärmiselt energilised ja püsimatud. Nad on sageli tähed ja nende vägivaldne väljund võib planeedi atmosfääri väga varakult ära viia ja hävitada kõik organismid, kes on planeedil jalad saanud. Mõni neist helkuritest võib tähe heleduse mõne minutiga kahekordistada.
M-kääbustel võivad olla ka äärmiselt võimsad magnetväljad, mis võivad ületada kõigi neid tiirlevate planeetide kaitsvaid magnetosfääre. 2013. aasta paberil uuriti mõju, mida need võimsad magnetväljad võivad avaldada potentsiaalselt kõikidele planeetidele. Selles uuringus öeldi: “Maapealse magnetosfääri säilitamiseks, välja arvatud vaid üksikutel juhtudel, peaks maismaaplaneedil kas (1) olema vaja orbiiti minna märkimisväärselt kaugemale kui asustatava tsooni traditsioonilised piirid; või muidu, (2) kui see tiirleks elamiskõlblikus tsoonis, vajaks see vähemalt magnetvälja, mis ulatuks mõnest G <Gauss> kuni paar tuhat G. ” See on võrreldes Maa magnetosfääriga, mis on üks Gauss.
M-kääbuste võimsad magnetväljad koos nende põlemisega muudavad need peaaegu kindlasti elule mürgiseks. Ja ehkki see intensiivne põletav ja võimas magnetväli võib M-kääbuse elus hiljem ära elada, oleksid elamispiirkonna planeedid selleks ajaks juba oma atmosfääri kaotanud.
"Me ei ole enam nii optimistlikud võimaluste osas leida arenenud elu paljude M-tähtede ümber," sõnas Guinan.
K-kääbused on erinevad.
K-kääbused ei koge sama põlevat ja kaootilist energiatootmist, mida teevad M-kääbused. Neil puuduvad ka samad intensiivsed magnetväljad, mis põhjustavad suuresti M-kääbuste saamatut olemust. Guinani uuringute kohaselt kiirgavad K-pöialpoisid vaid umbes 100/100 sama palju surmavaid röntgenikiirte kiirgust kui mõned M-kääbused.
Projekt Goldiloks mõõtis lahedate G- ja K-tähtede proovi vanust, pöörlemiskiirust ning röntgen- ja infrapunaväljundit. Nad kasutavad projektis Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskust ja XMM-Newtoni satelliiti, kuid nad sõltuvad suuresti Hubble'i kosmoseteleskoobist. Hubble on eriti tundlik vesinikist tuleva ultraviolettkiirguse suhtes ja nad kasutasid seda tundlikkust 20 K-kääbusest tuleva kiirguse hindamiseks.
"Hubble on ainus teleskoop, mis sedalaadi vaatlusi teha suudab," sõnas Guinan.
Guinan ja Engle leidsid, et K-tähtede ümber on radiatsiooni tase palju vähem kahjulik kui M-kääbuste ümber. K-tähtedel on ka pikem eluiga ja seetõttu elamisvööndi aeglasem ränne. See teeb K-kääbustest ideaalse koha elu otsimiseks ja need tähed annaksid aega kõrgelt arenenud elule sobivatel planeetidel areneda. Kogu Päikese eluea jooksul - 10 miljardit aastat - suurendavad K-tähed nende heledust ainult umbes 10–15%, andes bioloogilisele evolutsioonile arenenud eluvormide kujunemiseks palju pikema ajaperioodi kui Maa peal.
Me teame juba mõnda K-pöialpoissi, kes võõrustavad eksoplaneete, ja teisi, kes neid võõrustavad, kuid milles me pole kindlad. Guinan ja Engle vaatasid kolme eriti huvitavat sihtmärki: Epsilon Eridani, Kepler-442 ja Tau Ceti.
„Kepler-442 on tähelepanuväärne selle poolest, et see täht (spektraalklass, K5) võõrustab seda, mida peetakse üheks parimaks Goldilocksi planeediks, Kepler-442b - kivine planeet, mis on Maa massist pisut üle kahe korra suurem. Nii et Kepler-442 süsteem on Goldilocksi planeet, mida võõrustab Goldilocksi täht! ” ütles Guinan.
Guinan ja Engle on veetnud 30 aastat erinevat tüüpi tähtede vaatlemisel. Nad on kindlaks määranud seosed tähe tüübi, selle pöörlemise, vanuse, röntgenikiirguse ja UV-kiirguse vahel. Need andmed on aluseks nende tööle, kuidas tähe kõrge energiakiirgus mõjutab planeedi atmosfääri ja tulevikuväljavaateid.
Veel:
- Pressiteade: Goldilocksi tähed on parimad kohad, kust elu otsida
- 2013. aasta uurimistöö: M-kääbusmagnetväljade mõju potentsiaalselt asustatavatele planeetidele
