Всеизвестен факт е, че всички звезди имат живот. Това започва с формирането им, след което продължава през тяхната фаза на главната последователност (която съставлява по-голямата част от живота им), преди да завърши със смърт. В повечето случаи звездите ще набъбнат до няколкостотин повече от нормалния си размер, когато излязат от фазата на основната последователност на живота си, през което време те вероятно ще консумират всякакви планети, които орбитират близо до тях.
Въпреки това, за планетите, които обикалят около звездата на по-големи разстояния (по същество извън линията на замръзване на системата), условията всъщност могат да станат достатъчно топли, за да поддържат живота. И според новите изследвания, идващи от Института Карл Саган от Университета Корнел, тази ситуация може да продължи за някои звездни системи в милиарди години, като породи изцяло нови форми на извънземен живот!
След приблизително 5,4 милиарда години нашето Слънце ще излезе от своята фаза на главната последователност. След изчерпването на водородното гориво в сърцевината си, инертната хелиева пепел, която се е натрупала там, ще стане нестабилна и ще се срути под собствената си тежест. Това ще накара ядрото да се нагрее и да стане по-плътно, което от своя страна ще накара Слънцето да се увеличава и да влезе в това, което е известно като фазата на червения гигант-клон (RGB) от своята еволюция.
Този период ще започне с това, че нашето Слънце се превръща в подвластник, в който бавно ще се удвоява по размер в течение на около половин милиард години. След това ще прекара следващите половин милиард години, разширявайки се по-бързо, докато стане 200 пъти по-голям от сегашния си размер и няколко хиляди пъти по-сияен. Тогава официално ще бъде звезда от червен гигант, в крайна сметка ще се разшири до точката, в която достигне отвъд орбитата на Марс.
Както изследвахме в предишна статия, планетата Земя няма да оцелее, когато Слънцето ни стане Червен гигант, нито Меркурий, Венера или Марс. Но отвъд „Линията на замръзване“, където е достатъчно студено, летливите съединения - като вода, амоняк, метан, въглероден диоксид и въглероден окис - остават в замразено състояние, оставащите газови гиганти, ледените гиганти и планетите джудже ще оцелеят , Не само това, но ще настъпи масивна размразяване.
Накратко, когато звездата се разшири, нейната „обитаема зона“ вероятно ще направи същото, обхващайки орбитите на Юпитер и Сатурн. Когато това се случи, бивши обитаеми места - като Йовиан и Кронийски луни - изведнъж могат да станат обитаеми. Същото важи и за много други звезди във Вселената, на които всички са съдби да станат Червени гиганти, тъй като те са в края на живота си.
Когато обаче нашето Слънце достигне своята фаза на Червения гигант, се очаква да са останали само 120 милиона години активен живот. Това не е достатъчно време, за да се появят, развият и станат наистина сложни нови форми на живот (т.е. като хора и други видове бозайници). Но според скорошно проучване, което се появи през The Astrophysical Journal - със заглавие „Обитаема зона на звездите след главната последователност“ - някои планети могат да останат обитаеми около други червени гигантски звезди в нашата Вселена за много по-дълго - до 9 милиарда години или повече в някои случаи!
Казано в перспектива, девет милиарда години са близо до два пъти повече от сегашната възраст на Земята. Така че ако приемем, че въпросните светове също имат правилната комбинация от елементи, те ще имат достатъчно време, за да създадат нови и сложни форми на живот. Съавторът на проучването, професор Лиза Калтенегерис, е също директор на Института Карл Саган. Като такава, тя не е странна в търсенето на живот в други части на Вселената. Както тя обясни пред Space Magazine чрез имейл:
„Установихме, че планетите - в зависимост от това колко е голямото им Слънце (колкото по-малка е звездата, толкова по-дълго планетата може да остане обитаема) - могат да останат приятни и топли до 9 милиарда години. Това прави една стара звезда интересно място за търсене на живот. Тя можеше да започне подповърхност (например в замръзнал океан) и тогава, когато ледът се стопи, газовете, които животът вдишва и излиза, могат да избягат в атмосферата - това позволява на астрономите да ги вземат като подписи на живота. Или за най-малките звезди, времето, когато някога замразена планета може да бъде приятна и топла, е до 9 милиарда години. По този начин животът може да започне дори в това време. "
Използвайки съществуващи модели на звезди и тяхната еволюция - т.е. едноизмерни радиационно-конвективни климатични и звездни еволюционни модели - за своето проучване Калтенегер и Рамирес успяха да изчислят разстоянията на обитаемите зони (HZ) около серия след главната последователност (след MS) звезди. Рамзес М. Рамирес - научен сътрудник в Института „Карл Саган“ и водещ автор на статията - обясни процеса на изследване пред сп. „Спейс Спейс“ по имейл:
„Използвахме звездни еволюционни модели, които ни казват как звездните величини, главно яркостта, радиусът и температурата, се променят с времето, докато звездата остарява през фазата на червения гигант. Използвахме и климатичен модел, за да изчислим колко енергия отделя всяка звезда на границите на обитаемата зона. Знаейки това и звездната яркост, спомената по-горе, можем да изчислим разстоянията до тези обитаеми гранични зони. “
В същото време те помислиха как този вид звездна еволюция може да повлияе на атмосферата на планетите на звездата. Когато звездата се разширява, тя губи маса и я изхвърля навън под формата на слънчев вятър. За планетите, които орбитат близо до звезда, или тези с ниска повърхностна гравитация, те могат да намерят част или цялата си атмосфера взривена далеч. От друга страна, планетите с достатъчна маса (или разположени на безопасно разстояние) биха могли да поддържат по-голямата част от атмосферата си.
"Звездните ветрове от тази загуба на маса размиват планетарните атмосфери, които ние също изчисляваме като функция на времето", каза Рамирес. „Тъй като звездата губи маса, Слънчевата система запазва ъглов импулс, като се движи навън. Така че ние също така вземаме предвид как орбитите се движат навън с времето. " Използвайки модели, които включват скоростта на звездна и атмосферна загуба по време на звездната фаза на Червения гигант (RGB) и Асимптотичния гигантски клон (AGB), те успяха да определят как ще играе това за планетите, вариращи по размер от супер- Луни на суперземли.
Това, което откриха, беше, че една планета може да остане в пост-HS HZ за еони или повече, в зависимост от това колко гореща е звездата и да разберем за металичности, подобни на нашите на Слънцето. Както обясни Рамирес:
„Основният резултат е, че максималното време, което една планета може да остане в тази червена гигантска обитаема зона на горещи звезди, е 200 милиона години. За нашата най-готина звезда (М1) максималното време, в което една планета може да остане в тази обитаема зона на червения гигант, е 9 милиарда години. Тези резултати предполагат нива на металик, подобни на тези на нашето Слънце. Една звезда с по-висок процент метали отнема повече време, за да запали неметалите (H, He..etc) и така тези максимални времена могат да се увеличат още малко, до около два фактора. "
В контекста на нашата Слънчева система това би могло да означава, че след няколко милиарда години светове като Европа и Енцелад (за които вече се подозира, че имат живот под ледените си повърхности) могат да получат удар в превръщането в пълноценни обитаеми светове. Както Рамирес обобщи красиво:
„Това означава, че след-главната последователност е друга потенциално интересна фаза на звездна еволюция от гледна точка на обитаемост. Дълго след като вътрешната система на планетите е превърната в шипящи пустини от разрастващата се, нарастваща червена гигантска звезда, може да има потенциално обитаеми обиталища по-далеч от хаоса. Ако те са замразени светове, като Европа, ледът ще се стопи, потенциално разкривайки всеки съществуващ живот. Такъв предшестващ живот може да бъде открит от бъдещи мисии / телескопи, търсещи атмосферни биосигнатури.”
Но може би най-вълнуващото излитане от тяхното изследване беше заключението им, че планетите, орбитиращи в зоните за обитаване след МС на звездата, ще правят това на разстояния, които биха ги направили открити с помощта на техники за директно изобразяване. Така че не само шансовете за намиране на живот около по-стари звезди са по-добри, отколкото се смяташе досега, не би трябвало да имаме проблеми при забелязването им, използвайки съвременните техники за лов на екзопланети!
Също така си струва да се отбележи, че Калтенегер и д-р Рамирес са изпратили втора книга за публикуване, в която предоставят списък на 23 звезди от червени гиганти в рамките на 100 светлинни години от Земята. Знаейки, че тези звезди, които се намират в звездното ни съседство, биха могли да имат животоподдържащи светове в обитаемите си зони, трябва да осигурят допълнителни възможности за ловците на планети през следващите години.
И не забравяйте да разгледате това видео от Cornellcast, където проф. Калтенегер споделя какво вдъхновява научното й любопитство и как учените на Cornell работят, за да намерят доказателства за извънземен живот.
