Търсенето на извънземен живот извън нашата Слънчева система понастоящем е фокусирано върху извънсоларни планети в „обитаемите зони“ на екзопланетарните системи около звезди, подобни на Слънцето. Намирането на подобни на Земята планети около други звезди е основната цел на мисията Кеплер на НАСА.
Обитаемата зона (HZ) около звезда се определя като обхвата на разстоянията, над които течната вода би могла да съществува на повърхността на земна планета, предвид достатъчно плътна атмосфера. Земните планети обикновено се определят като скалисти и подобни на Земята по размер и маса. Тук е показана визуализация на обитаемите зони около звезди с различен диаметър, яркост и температура. Червеният регион е твърде горещ, синият район е твърде студен, но зеленият район е точно подходящ за течна вода. Тъй като може да се опише по този начин, HZ се нарича също „Златиста зона“.
Обикновено ние мислим, че планетите около други звезди са подобни на нашата Слънчева система, където свита от планети обикаля около една звезда. Въпреки че теоретично е възможно, учените обсъждат дали планетите някога ще бъдат открити около двойки звезди или множество звездни системи. След това, през септември 2011 г., изследователи от мисията на Kepler на НАСА обявиха откриването на Kepler-16b, студена, газообразна планета с размер на Сатурн, която орбитира двойка звезди, като измисления Tatooine от Star Wars.
Тази седмица имах възможността да интервюирам един от младите оръдия, изучаващи екзопланети, Били Куарлс. Понеделник, Били и неговите съавтори, професор Здислав Музиелак и доцент Манфред Кунц, представиха своите открития относно възможността за подобни на Земята планети в обитаемите зони на Кеплер 16 и други циркулационни звездни системи, на срещата на AAS в Остин, Тексас ,
"За да определим обитаемата зона, ние изчисляваме количеството поток, който се пада върху обект на дадено разстояние", обясни Били. „Ние също взехме предвид, че различните планети с различна атмосфера ще задържат топлината по различен начин. Планета с наистина слаб парников ефект може да бъде по-близо до звездите. За планета с много по-силен парников ефект обитаемата зона ще бъде по-далеч. “
„В нашето конкретно проучване имаме планета, обикаляща около две звезди. Едната от звездите е много по-ярка от другата. Толкова по-ярка, че пренебрегнахме потока, идващ от по-малката придружителна звезда. Така че нашето определение за обитаема зона в този случай е консервативна оценка. "
Quarles и неговите колеги извършиха обширни числени проучвания за дългосрочната стабилност на планетарните орбити в рамките на Kepler 16 HZ. "Стабилността на планетарната орбита зависи от разстоянието от бинарните звезди", каза Quarles. "Колкото по-нататък са по-стабилни, тъй като има по-малко смущения от вторичната звезда."
За системата Kepler 16 планетарните орбити около основната звезда са стабилни само до 0,0675 AU (астрономически единици). „Това е добре във вътрешната граница на обитаемостта, където ефектът на бягството на парникови газове поема“, обясни Били. Всичко това освен изключва възможността за обитаване на планети в близка орбита около основната звезда на двойката. Това, което откриха, беше, че орбитите в Зоната на Златилотокс по-далеч, около двойката звезди с ниска маса на Kepler 16, са стабилни на времеви мащаби от милион години или повече, осигурявайки възможността животът да може да се развива на планета в рамките на този HZ.
Грубо кръговата орбита на Kepler 16b, на около 65 милиона мили от звездите, е на външния ръб на тази обитаема зона. Бидейки газов гигант, 16b не е обитаема земна планета. Въпреки това, земна луна, a Златокрил Луна, в орбита около тази планета би могъл да поддържа живот, ако беше достатъчно масивен, за да поддържа атмосфера, подобна на Земята. „Ние установихме, че е обитаем екзомун в орбита около Kepler-16b“, каза Quarles.
Попитах Quarles как звездната еволюция влияе върху тези зони на Златоделците. Той ми каза: „Има няколко неща, които трябва да се вземат предвид през целия живот на системата. Един от тях е как звездата се развива с времето. В повечето случаи обитаемата зона започва отблизо и след това бавно се измества. “
По време на основния живот на последователността на звездата, ядреното изгаряне на водород натрупва хелий в сърцевината му, което води до повишаване на налягането и температурата. Това се случва по-бързо при звезди, които са по-масивни и по-ниски по металичност. Тези промени засягат външните участъци на звездата, което води до постоянно увеличаване на светимостта и ефективната температура. Звездата става по-сияйна, което кара HZ да се движи навън. Това движение може да доведе до планетата в рамките на HZ в началото на основния живот на последователността на звездата, да стане твърде гореща и в крайна сметка да бъде обитаема. По същия начин една негостоприемна планета, която първоначално е извън HZ, може да се размрази и да даде възможност на живота да започне.
„За нашето изследване пренебрегнахме звездната част на еволюцията“, казва водещият автор, Quarles. „Ние управлявахме нашите модели в продължение на милион години, за да видим къде е обитаемата зона за тази част от жизнения цикъл на звездата.“
Да бъдеш на правилното разстояние от звездата си е само едно от необходимите условия, необходими за да може една планета да бъде обитаема. Обитаемите условия на планетата изискват различни геофизични и геохимични условия. Много фактори могат да попречат или да възпрепятстват обитаемостта. Например, на планетата може да липсва вода, гравитацията може да е твърде слаба, за да запази плътна атмосфера, скоростта на големи въздействия може да е твърде висока или минималните съставки, необходими за живота (все още са за дебати), може да не са налице.
Едно е ясно. Дори при всички изисквания към живота, както го познаваме, изглежда има много планети около други звезди и много вероятно е, Златните луни около планетите, орбитиращи в обитаемите зони на звезди в нашата галактика, които откриването на подписа на живот в атмосферата на планета или луна около друго Слънце изглежда като само въпрос на време.
