זו עובדה ידועה שלכל הכוכבים יש אורך חיים. זה מתחיל בהיווצרותם, ואז ממשיך דרך שלב הרצף הראשי שלהם (המהווה את רוב חייהם) לפני שהם מסתיימים במוות. ברוב המקרים, הכוכבים יתנפחו עד כמה מאות פעמים מגודלם הרגיל כשיצאו משלב הרצף הראשי של חייהם, ובמהלכם הם ככל הנראה יצרכו כל כוכבי לכת שמקיפים אותם קרוב.
עם זאת, עבור כוכבי לכת שמקיפים את הכוכב במרחקים גדולים יותר (מעבר ל"קו הכפור "של המערכת, בעצם), התנאים עשויים להיות למעשה חמים מספיק כדי שתוכלו לתמוך בחיים. ולפי מחקרים חדשים שמקורם במכון קרל סייגן באוניברסיטת קורנל, מצב זה יכול להימשך כמה מערכות כוכבים בתוך מיליארדי השנים, ולהוליד צורות חדשות לחלוטין של חיים חוץ-ארציים!
בעוד כ -5.4 מיליארד שנים מהיום, השמש שלנו תצא משלב הרצף הראשי שלה. לאחר שמיצו את דלק המימן בליבה, אפר הליום האינרטי שהוקם שם יהפוך לא יציב ויתמוטט תחת משקלו האישי. זה יגרום לליבה להתחמם ולהתעצם, מה שבתורו יגרום לשמש לצמוח בגודלה ולהיכנס למה שמכונה RGB (Red Giant-Branch) של התפתחותו.
תקופה זו תתחיל בכך שהשמש שלנו תהפוך להיות סגורה, בה היא תכפיל את עצמה לאט לאט במהלך כחצי מיליארד שנה. לאחר מכן היא תבלה בחצי מיליארד השנים הבאות בהתרחבות מהירה יותר, עד שהיא תהיה פי 200 מגודלה הנוכחי וכמה אלפי פעמים זוהרת יותר. לאחר מכן יהיה זה באופן רשמי כוכב ענק אדום, ובסופו של דבר יתרחב עד לנקודה בה הוא חורג מעבר למסלול של מאדים.
כפי שבדקנו במאמר קודם, כדור הארץ לא ישרוד את השמש שלנו להיות ענקית אדומה - וגם לא מרקורי, ונוס או מאדים. אבל מעבר ל"קו הכפור ", שם קר מספיק שתרכובות נדיפות - כמו מים, אמוניה, מתאן, פחמן דו חמצני ופחמן חד חמצני - יישארו במצב קפוא, ענקיות הגז, ענקי הקרח וכוכבי הלכת הגמדים ישרדו. . לא רק זה, אלא שתופסק הפשרה אדירה.
בקיצור, כאשר הכוכב יתרחב, "אזור המגורים" שלו ככל הנראה יעשה אותו דבר, שיקיף את מסלוליהם של יופיטר ושבתאי. כשזה קורה, מקומות בלתי מיושבים בעבר - כמו הירחים היוביים והקרוניים - עלולים לפתע להיות מיושבים. הדבר נכון גם לכוכבים רבים אחרים ביקום, שכולם עתידים להפוך לענקים אדומים ככל שהם מתקרבים לסוף תוחלת החיים שלהם.
עם זאת, כאשר השמש שלנו מגיעה לשלב סניף הענק האדום, היא צפויה להשאיר רק 120 מיליון שנות חיים פעילים. זה לא מספיק זמן עבור צורות חיים חדשות להתגלות, להתפתח ולהיות מורכבות באמת (כלומר כמו בני אדם ומינים אחרים של יונקים). אבל על פי מחקר שפורסם לאחרונה שהופיע ב- כתב העת האסטרופיזי - תחת הכותרת "אזור ראוי למגורים של כוכבי רצף שלאחר-עיקרי" - כוכבי לכת מסוימים עשויים להיות מסוגלים להישאר למגורים סביב כוכבי ענק אדומים אחרים ביקום שלנו הרבה יותר זמן - עד 9 מיליארד שנים ומעלה במקרים מסוימים!
אם לשים את זה בפרספקטיבה, תשעה מיליארד שנים קרובים פי שניים מהגיל הנוכחי של כדור הארץ. אז בהנחה שלעולמות המדוברים יש גם תערובת נכונה של אלמנטים, יהיה להם זמן מספיק להצמיח צורות חיים חדשות ומורכבות. מחברתה של המחקר, פרופסור ליסה קלטננגריס, היא גם מנהלת מכון קרל סייגן. כיוון שכך, היא לא זרה לחיפוש אחר חיים באזורים אחרים ביקום. כפי שהסבירה למגזין החלל באמצעות המייל:
"גילינו שכוכבי לכת - תלוי כמה גדולה השמש שלהם (ככל שהכוכב קטן יותר, כך כוכב הלכת יכול להישאר ראוי למגורים) יכולים להישאר נחמדים וחמימים עד 9 מיליארד שנים. זה הופך את הכוכב הזקן למקום מעניין לחפש בו חיים. זה יכול היה להתחיל מתחת לפני השטח (למשל באוקיאנוס קפוא) ואז כאשר הקרח נמס, הגזים שהחיים נושמים פנימה והחוצה יכולים לברוח לאטמוספירה - מה שמאפשר לאסטרונומים להרים אותם כחתימות על החיים. או עבור הכוכבים הקטנים ביותר, הזמן שכוכב לכת קפוא לשעבר יכול להיות נחמד וחם הוא עד 9 מיליארד שנים. כך החיים יכולים אולי אפילו להתחיל באותה תקופה. "
בעזרת מודלים של כוכבים קיימים והתפתחותם - כלומר אקלים רדיואקטיבי-משכנע חד-ממדי ומודלים אבולוציוניים מהממים - לצורך מחקרם, הצליחו קלטנגר ורמיירז לחשב את המרחקים של אזורי המגורים (HZ) סביב סדרה של רצף לאחר-עיקרי (לאחר MS) כוכבים. רעמסס מ. רמירז - חבר מחקר במכון קרל סגן והסופר הראשי של העיתון - הסביר את תהליך המחקר למגזין החלל באמצעות הדוא"ל:
"השתמשנו במודלים אבולוציוניים מהממים המספרים לנו כיצד כמויות מהממים, בעיקר הבהירות, הרדיוס והטמפרטורה, משתנים עם הזמן ככל שהכוכב מתיישן דרך שלב הענק האדום. השתמשנו גם במודל אקלימי כדי לחשב כמה אנרגיה כל כוכב מוציא בגבולות האזור המגורים. בידיעתנו ובבהירות הכוכבית שהוזכרו לעיל, אנו יכולים לחשב את המרחקים לגבולות האזור המגורים הללו. "
במקביל, הם שקלו כיצד התפתחות מסוג זה יכולה להשפיע על אווירת כוכבי הלכת של הכוכב. כאשר כוכב מתרחב, הוא מאבד מסה ופולט אותו כלפי חוץ בצורת רוח סולארית. בכוכבי לכת המסתובבים קרוב לכוכב, או כאלה שיש להם כוח משיכה נמוך לפני השטח, הם עשויים למצוא חלק או אווירת האטמוספירה שלהם. מצד שני, כוכבי לכת בעלי מסה מספקת (או ממוקמים במרחק בטוח) יכלו לשמור על מרבית האטמוספירה שלהם.
"רוחות הכוכבים מאובדן המוני זה שוחקות את האטמוספירה הפלנטרית, שאנו גם מחשבים אותה כפונקציה של הזמן", אמר רמירז. "כאשר הכוכב מאבד מסה, מערכת השמש שומרת תנופה זוויתית על ידי תנועה החוצה. אז אנחנו גם לוקחים בחשבון את האופן בו מסלולי המסלול נעים עם הזמן. " על ידי שימוש במודלים ששילבו את קצב ההפסד הכוכב והאובדן האטמוספרי במהלך סניף הענק האדום (RGB) והענף האסימפטוטי סניף הענק (AGB) של הכוכבים, הם הצליחו לקבוע כיצד זה יתאים לכוכבי לכת שנעו בגודלם בין סופר- ירחים לסופר אדמות.
מה שהם מצאו הוא שכוכב לכת יכול להישאר ב- HZ לאחר HS לאחר עידנים או יותר, תלוי כמה הכוכב חם, ולחפש מתכיות הדומות לשמש שלנו. כפי שהסביר רמירז:
"התוצאה העיקרית היא שהזמן המקסימאלי בו כוכב לכת יכול להישאר באזור האדום האדום הזה למגורים של כוכבים חמים הוא 200 מיליון שנה. עבור הכוכב הכי מגניב שלנו (M1), הזמן המרבי שכוכב לכת יכול להישאר באזור האדום האדום הזה למגורים הוא 9 מיליארד שנים. תוצאות אלה מניחות רמות מתכות הדומות לאלה של השמש שלנו. לכוכב עם אחוז גבוה יותר של מתכות לוקח זמן רב יותר להמיס את הלא-מתכות (H, He..etc) ולכן הזמנים המרביים האלה יכולים להגדיל עוד כמה, בערך לגורם שניים. "
במסגרת מערכת השמש שלנו, פירוש הדבר כי בעוד כמה מיליארדים שנים, עולמות כמו אירופה ואנצ'אלדוס (שכבר נחשדים כי הם חיים מתחת למשטחים הקפואים) עשויים להשיג זריקות להפוך לעולמות ראויים למגורים מן המניין. כפי שרמירז סיכם יפה:
המשמעות היא שהרצף שלאחר הראשי הוא עוד שלב שעשוי להיות מעניין בהתפתחות הכוכבים מבחינה של יכולת. הרבה אחרי שמערכת כוכבי הלכת הפנימית הפכה לכבשי שממה סוערים על ידי הכוכב הענק האדום המתרחב והולך וגדול, יתכנו מגורים פוטנציאליים למגורים רחוקים יותר מהכאוס. אם הם עולמות קפואים, כמו אירופה, הקרח היה נמס, ועלול לחשוף כל חיים קיימים לפני כן. חיים קיימים כאלה עשויים להיות ניתנים לגילוי על ידי משימות / טלסקופ עתידיות המחפשות סימני ביו אטמוספריים..”
אך אולי הטייק-אובר המרגש ביותר ממחקר המחקר שלהם היה מסקנתם כי כוכבי לכת המסתובבים באזורי המגורים של הכוכב שלהם לאחר הטרשת נפוצה יעשו זאת במרחקים שיגרמו להם להתגלות באמצעות טכניקות הדמיה ישירות. כך שלא רק שהסיכויים למצוא חיים סביב כוכבים ישנים טובים יותר ממה שחשבו בעבר, עלינו לא להיות שום בעיה להבחין בהם בטכניקות ציד של אקסופלט!
כמו כן, ראוי לציין כי קלטנגר וד"ר רמירז הגישו פרסום שני לפרסום, בו הם מספקים רשימה של 23 כוכבי ענק אדומים תוך 100 שנות אור מכדור הארץ. הידיעה שכוכבים אלה, שכולם נמצאים בשכונת הכוכבים שלנו, עשויים להיות בעלי עולמות מקיימים חיים באזורי המגורים שלהם, אמורה לספק הזדמנויות נוספות לציידי כדור הארץ בשנים הבאות.
והקפידו לבדוק את הסרטון הזה מקורנלקסט, בו פרופ ’קלטנגר משתף את מה שמעורר את סקרנותה המדעית ואיך מדעני קורנל פועלים למציאת הוכחות לחיים חוץ-ארציים.
