אנו נוטים לחשוב על נסיבותינו הארציות כרגיל. עולם מימי וממוזג המקיף כוכב צהוב יציב. מקום בו החיים נמשכו כמעט 4 מיליארד שנים. זה כמעט בלתי נמנע שכשאנחנו חושבים על מקומות אחרים שבהם החיים יכולים לשגשג, אנו משתמשים בחוויה שלנו כאמת מידה.
אבל האם עלינו?
השמש שלנו היא כוכב רצף ראשי מסוג G, בעל אורך חיים של כעשרה מיליארד שנים. הוא בן כחמישה מיליארד שנה ומנצל את חייו על כדור הארץ כבר כמעט 4 מיליארד שנים. הכוכבים ברצף הראשי מסוג G אינם הכי שופעים, וגם אינם בעלי אורך החיים. הם מהווים רק כ -6% מאוכלוסיית הכוכבים של שביל החלב, והם חיים רק כעשרה מיליארד שנים.
מרבית הכוכבים שביל החלב (כ- 73%) הם גמדים אדומים, או גמדי M. גמדי M הם קרירים יותר מהשמש שלנו, ואזורי המגורים שלהם קטנים יותר. אבל הם חיים הרבה יותר, בסדר גודל. חייהם הארוכים עשויים לגרום להם לכוכבים אידיאליים לחיים לפרוח מסביב לכוכבי הלכת הנכונים. אבל גמדים אדומים יכולים להיות מועדים להתלקחות קטלנית, ותפוקת האנרגיה המסוכנת שלהם עשויה להיות לא כל כך מסבירה חיים כפי שאנו מכירים אותם.
יש סוג אחר של כוכב מארח שאסטרונומים מתחילים לכנות כוכבי גולדילוקס. הם בשפע יותר מהשמש, הם חיו זמן רב יותר מהשמש והם לא פולטים קרינה מסוכנת כמו גמדי M.
הם נקראים גמדי K, המכונים גם גמדי כתום.
"כוכבי K-גמדיים נמצאים ב"נקודה המתוקה", עם תכונות הביניים בין הכוכבים הנדירים יותר, הזוהרים יותר אך בעלי אורך השמש הקצר יותר (כוכבי G) לבין הכוכבים הגמדים האדומים יותר (כוכבי M). "
אדוארד גינאן, אוניברסיטת וילנובה
גמדי K חיים בין 15 עד 45 מיליארד שנה, הם מהווים כ 13% מאוכלוסיית שביל החלב, והם פולטים רק קרינה קטלנית אחת ושש עשרה כמו גמדי M.
בעבודה חדשה שהוצגה בפגישה ה -235 של החברה האסטרונומית האמריקאית, זוג חוקרים השתמשו במספר טלסקופים כדי לסקר כמה גמדי G ו- K בשכונה הגלקטית שלנו. הם אדוארד גווינן וסקוט אנגל מהווים את אוניברסיטת וילאנובה בפנסילבני. התחייבותם נקראת פרויקט גולדילוקס.
בהודעה לעיתונות אמר גוינאן שכוכבי גמד K הם כוכבים אמיתיים של גולדילוקס. "כוכבי K-גמדיים נמצאים ב"נקודה המתוקה", עם תכונות הביניים בין הכוכבים הנדירים יותר, הזוהרים יותר, אך בעלי החיים הקצר יותר (G כוכבים), לבין הכוכבים הגמדים האדומים יותר (כוכבי M). לכוכבי K, בעיקר החמימים יותר, יש את הטוב מכל העולמות. אם אתם מחפשים כוכבי לכת בעלי יכולת הרגל, שפע הכוכבים K מעלה את הסיכוי שלכם למצוא חיים. "
ברדיוס של מאה מאה שנות אור ממערכת השמש שלנו, ישנם כאלף גמדי K. כוכבים אלה בשלים לתצפית. ולמרות שהם הרבה פחות שופעים מגמדי ה- M, ישנם אסטרונומים שחושבים שעלינו להעביר את המיקוד שלנו לגמדי K כשמדובר בחיפוש אחר כוכבי לכת פוטנציאליים למגורים.
גמדי M- הם בעייתיים כשמדובר בהתאמה לכל החיים. הם בשפע והם מארחים המון exoplanets, אבל הם מסוכנים. מכיוון שהם כל כך קטנים, אזור המגורים שלהם קרוב מאוד.
המשמעות היא שכוכבי לכת כלשהם באזור המגורים נעולים ככל הנראה בצורה נאותה, מה שעלול להפחית את סיכויי החיים להתקיים. צד אחד יהיה בחושך תמידי, והצד השני באור תמידי. זה יוצר הבדלי טמפרטורה קיצוניים ובעייתיים, שבהם הצד הקפוא יכול להקפיא את הגזים העיקריים מהאטמוספרה, מה שהופך את עצם אור יום הצד ליבשה ועקרה.
גמדי M הם אנרגטיים ולא יציבים במיוחד. לעתים קרובות הם מתלקחים כוכבים, והתפוקה האלימה האלימה שלהם עלולה בקלות להפיג את האווירה של כוכב לכת מוקדם מאוד בחייו, ולהשמיד כל אורגניזם שזכה להדבקת כדור הארץ. חלק מההתלקחויות הללו יכולות להכפיל את בהירותו של הכוכב תוך דקות ספורות.
גמדי M יכולים להיות בעלי שדות מגנטיים חזקים במיוחד העשויים להציף את מגפי הכוכבים המגנים של כל כוכבי לכת המקיפים אותם. במאמר משנת 2013 נבדק ההשפעה שיכולה להיות לשדות מגנטיים עוצמתיים אלה על כל כוכבי לכת שעשוי להיות מיושב. מחקר זה אמר, "כדי להיות מסוגל לקיים מגנטוספרה בגודל כדור הארץ, למעט מקרים בודדים בלבד, הכוכב היבשתי היה צריך (1) לעבור מסלול רחוק משמעותית מהגבולות המסורתיים של האזור המגורים; או אחרת, (2) אם הוא היה מקיף את האזור באזור המגורים, הוא היה דורש לפחות שדה מגנטי שנע בין כמה GGuss לכמה אלפי ג '. " זאת בהשוואה למגנטוספרה של כדור הארץ שהיא גאוס אחת.
השדות המגנטיים החזקים של גמדי M יחד עם התלקחותם הופכים אותם לרעילים כמעט לכל החיים. ואף על פי שהשדה המגנטי העוצמתי והעוצמתי הזה יכול להתיישב בהמשך חייו של גמד M, אז כוכבי לכת באזור המגורים כבר היו מאבדים את האווירה שלהם.
"אנחנו כבר לא כל כך אופטימיים לגבי הסיכוי למצוא חיים מתקדמים סביב כוכבי M רבים," אמר גוינאן.
גמדי K הם שונים.
גמדי K אינם חווים את אותה תפוקת אנרגיה מתרחבת וכאוטית כמו גמדי M. הם גם חסרים אותם שדות מגנטיים עזים, האחראים לחלק גדול מאופי הגמדים הבלתי-אפשריים של הגמדים. על פי המחקר של גוינאן, גמדי K פולטים רק בערך 1/100 כמו צילומי רנטגן קטלניים כמו כמה גמדי M.
פרויקט גולדילוקס נמדד את הגיל, קצב הסיבוב ואת תפוקת הרנטגן והתפוקות האינפרא אדום הרחוקות של מדגם של כוכבי G ו- K מגניבים. הם משתמשים במצפה הרנטגן של צ'נדרה ובלוויין XMM-Newton בפרויקט, אך הם סומכים מאוד על טלסקופ החלל האבל. האבל רגיש ביותר לקרינה אולטרה סגולה שמגיעה ממימן, והם השתמשו ברגישות זו כדי להעריך את הקרינה שמגיעה מ 20 גמדי K.
"האבל הוא הטלסקופ היחיד שיכול לבצע תצפית מסוג זה," אמר גוינאן.
גווינאן ואנגל מצאו שרמות הקרינה סביב כוכבי K היו הרבה פחות מזיקים מאשר סביב גמדי M. גם לכוכבי K יש תקופות חיים ארוכות יותר ולכן נדידה איטית יותר של האזור המיושב. זה הופך את גמדי K למקום האידיאלי לחיפוש חיים, וכוכבים אלה יאפשרו זמן להתפתחות של חיים מפותחים בכוכבי לכת מתאימים. לאורך כל חייו של השמש - 10 מיליארד שנים - כוכבי K רק מגדילים את בהירותם בכ-10-15%, מה שמקנה לאבולוציה הביולוגית פרק זמן ארוך בהרבה להתפתחות צורות חיים מתקדמות מאשר על פני כדור הארץ.
אנו כבר יודעים על כמה גמדי K שמארחים exoplanets, ואחרים שעשויים לארח אותם, אך איננו בטוחים לגבים. גווינאן ואנגל התבוננו בשלושה יעדים מעניינים במיוחד: אפסילון ארידאני, קפלר 442 וטאו סטי.
"קפלר -442 ראוי לציון בכך שהכוכב הזה (סיווג ספקטרלי, K5) מארח את מה שנחשב לאחד מכוכבי הלכת הגולדילוקס הטובים ביותר, קפלר -442b, כוכב לכת סלעי שהוא קצת יותר מפי שניים ממסת כדור הארץ. אז מערכת Kepler-442 היא כוכב לכת של גולדילוקס שמתארח על ידי כוכב גולדילוקס! " אמר גווינן.
גווינן ואנגל בילו 30 שנה בתצפית על סוגים שונים של כוכבים. הם קבעו קשרים בין סוג כוכב, סיבובו, גילו, רנטגן ופליטת UV. נתונים אלה הם הבסיס לעבודתם על האופן בו קרינת האנרגיה הגבוהה של כוכב משפיעה על האטמוספרה של כוכב הלכת ועל סיכויי החיים שלו.
יותר:
- הודעה לעיתונות: כוכבי Goldilocks הם המקומות הטובים ביותר לחפש חיים
- נייר מחקר משנת 2013: השפעות של שדות מגנטיים מגמדיים על כוכבי לכת שעלולים להיות ראויים למגורים
