A haldokló csillagok a fagyott világokat életre szólóvá változtathatják

Egy vörös óriáscsillag a közelben lévő bolygókat emészti fel, de másokat csak az életre hagy.

Egy vörös óriáscsillag a közelben lévő bolygókat emészti fel, de másokat csak az életre hagy. (Kép jóváírása: Science@NASA)



Amikor a legtöbb csillag eléri az öregséget, és kezd kifogyni az üzemanyagból, normál méretük százszorosára duzzadnak, és túlságosan közel keringő bolygókat nyernek el. De vajon a bolygók, amelyek elkerülik ezt a tüzes pusztulást, továbbra is támogathatják az életet? Ebben az állapotban a bolygók a haldokló csillag körül gazdálkodhatnak? Egy új kutatás szerint igen.



Körülbelül 7,5 milliárd év múlva a Nap megkezdi a sírhoz vezető menetét, és tágulni kezd. Végül a jelenlegi méretének mintegy 200 -szorosára duzzad. Elnyeli a Merkúrt és a Vénuszt, és lakhatatlanná teszi a Földet . De a Naprendszer jelenleg fagyos helyei, mint a Szaturnusz és a Jupiter jeges holdjai, éppen megfelelő hőmérsékletűvé válhatnak az élet számára.

Az univerzumban sok csillag válik vörös óriások , és néhány évmilliárdokig így is maradhat. Az új munka mélyreható képet ad arról, hogy a bolygók meddig maradhatnak lakhatóak a vörös óriáscsillagok körül-egyes esetekben akár 9 milliárd évig is, ami kétszer annyi, mint a Föld jelenlegi kora. Ez elég hosszú ahhoz, hogy az élet a semmiből kialakuljon, vagy egy újabb, barátságosabb környezetben virágozzon. Mentőcsónakot is nyújthat az emberiség számára. [Videó: A Földet egy vörös óriáscsillag fogja elfogyasztani ]



Amikor a nap vörös óriássá tágul, megelőzi a Merkúr, a Vénusz és a Föld jelenlegi pályáját. A bolygók távolodva eltávolodnak a csillagtól, így a Föld alig tud menekülni a bekebelezés elől.

Amikor a nap vörös óriássá tágul, megelőzi a Merkúr, a Vénusz és a Föld jelenlegi pályáját. A bolygók távolodva eltávolodnak a csillagtól, így a Föld alig tud menekülni a bekebelezés elől.(Kép jóváírása: Cornell Egyetem)

Őrülten meleg



A Föld jelenleg a Nap „lakható övezetében” helyezkedik el - azon a távolságon, amelyen a bolygó elég meleg ahhoz, hogy folyékony víz legyen a felszínén, de nem annyira forró, hogy a víz elpárologjon. (A folyékony víz minden földi élet követelménye, bár az univerzum nagyon jól szolgálhat ez alól kivételeket). Ezt a 'pont megfelelő' helyet egy csillag körül néha 'Aranyvirágú övezetnek' is nevezik.

A lakható zónát egy csillag fényessége határozza meg - mennyi teljes fényt bocsát ki az idő múlásával. Amikor a legtöbb „normális” csillag kifogy a hidrogén üzemanyagból, akkor kezdje el elégetni a héliumot . A hélium erőteljesebb üzemanyag, és magjában növeli a csillag energiatermelését. Ennek eredményeként a csillag felduzzad, mint a kenyér a kemencében, és „vörös óriássá” válik.

A NASA grafikonja



A NASA Kepler űrteleszkóp küldetésének grafikonja mutatja a vörös óriáscsillagok méretét a Naphoz képest.(Kép jóváírása: NASA/Kepler/Tim Bedding, University of Sydney)

A csillag fényessége vagy az adott idő alatt kibocsátott teljes fénymennyiség nagyban felelős a lakható zóna meghatározásáért. Ahogy a csillag vörös óriássá duzzad, fényessége megnő. A nap fényessége több mint 4000 -szeresére nő, amikor vörös óriássá válik.

„A Föld egy vidám pusztaság lesz. A Nap majdnem a Föld pályáján lesz. Őrülten meleg lesz ” - mondta Lisa Kaltenegger, a csillagászat docense, a Carl Sagan Intézet igazgatója a demokratija.eu -nak. Kaltenegger társszerzője az új kutatásnak, amely ma (május 16-án) jelenik meg az Astrophysical Journal folyóiratban.

De a Naprendszer más helyei kevésbé szélsőséges hőmérsékletű zónában landolnak. Az új kutatás szerint a Nap lakható zónája kifelé tolódik, és magában foglalja a Jupiter és a Szaturnusz pályáját is.

Ez az infografika megmutatja, hol a nap

Ez az infografika megmutatja, hol lesz a nap lakható zónája, amikor vörös óriássá változik.(Kép jóváírása: Cornell Egyetem)

A Szaturnusz Enceladus és az Európa Jupiter holdja felszínének vastag, jeges rétegei alatt a tudósok úgy gondolják, lehetséges, hogy folyékony vizű óceánokban létezhet élet . A Föld szélsőséges környezetében élő mikrobiális élet felfedezése, például az Antarktisz jégrétegei alatt, megerősítette ezt a hipotézist.

Az új kutatás azt sugallja, hogy amikor a nap vörös óriássá válik, az élet az Europa és Enceladus kiolvadhat, és esélye van arra, hogy boldoguljon egy bolygón, amely a lakható övezetben fekszik - mondta Kaltenegger.

Egy olyan csillag számára, mint a mi napunk, egy bolygó potenciálisan félmillió évig ülhet az új lakható övezetben. Bár ez talán nem elegendő idő egy távoli bolygón, ez elegendő idő lehet ahhoz, hogy a jég alá temetett élet megjelenjen és fejlődjön valamivé földi távcsövekkel észlelhető - mondta Kaltenegger.

Az új munkában szereplő legnagyobb tömegű csillagok körül (az 'A5' kategóriába tartozó csillagok körül, amelyek a Napnál is nagyobb tömegű csillagokat tartalmaznak, de nem az univerzum legnagyobb tömegeit), egy bolygó potenciálisan az 'új' lakható helyen lehet zónában akár 200 millió évig. A nagy csillagok gyorsan és fényesen égnek, de a kis csillagok sokkal tovább éghetnek a vörös óriás fázisban. Az új munka azt mutatja, hogy a kis csillagok számára egy bolygó akár 9 milliárd évig is ülhet a vörös óriás lakható övezetben. Ha az élet kevesebb mint 4 milliárd év alatt alakulhat ki a Földön, miért nem egy vörös óriás körüli bolygón?

Kaltenegger elmondta, hogy ő és a lap társszerzője, Ramses M. Ramirez, a Carl Sagan Intézet tudományos munkatársa benyújtott egy második publikációt, amelyben 100 fényévben 23 vörös óriáscsillagot közölnek. a Föld - potenciális célpontok a bolygóvadászok számára.

„Remélem, hogy ez valóban a bolygókat kereső emberek erőfeszítéseit fogja kiváltani, hogy most is megnézzék ezeket a régi csillagokat” - mondta. 'Mert ha találna aláírásokat az életről egy ilyen fejlett bolygón-egy fagyott bolygón-, akkor azt mondaná, hogy az (élet) a felszín alatt indulhat el, és ez a történet csodálatos része lenne.'

Ha még messzebbre tekintünk, az azt jelentheti, hogy az emberek elmenekülhetnek a Szaturnusz vagy a Jupiter holdjaiba, amikor a Föld lakhatatlanná válik.

'Az emberek folyamatosan azt mondják:' Ha a napunk nagy forró csillag lesz, akkor a Marsra vagy más helyekre kell költöznünk. ' De valójában először számoltuk ki, hol van ez a hely és mikor - mondta. 'Ha bolygóugrásba akarsz menni, tudni fogod, hogy mikor akarsz hol lenni, és alapvetően ezt találtuk ki.'

Az ördög a részletekben rejlik

Ez az infografika szemlélteti, hogyan mozdul el egy kis vörös csillag lakható zónája, amikor a csillag vörös óriássá bővül. A kis csillagok tovább maradnak ebben az életszakaszban, mint a nagy csillagok, így a bolygók a

Ez az infografika szemlélteti, hogyan mozdul el egy kis vörös csillag lakható zónája, amikor a csillag vörös óriássá bővül. A kis csillagok tovább maradnak ebben az életszakaszban, mint a nagy csillagok, így az „új” lakható övezetben lévő bolygók évmilliárdokig maradhatnak ott.(Kép jóváírása: Cornell Egyetem)

Kaltenegger és Ramirez a már létező csillagmodelleket használták annak meghatározásához, hogy a csillagok lakható zónája hol fog mozogni, amikor a csillag vörös óriássá fejlődik. Ez lehetővé tette a csillag fényességének és hőmérsékletének kiszámítását, ami szintén befolyásolja a lakható zóna elhelyezkedését.

A lakható övezetben élő bolygók nem feltétlenül lakhatók az általunk ismert élethez. A Mars kiváló példa. A Vénusz a Nap lakható övezetén kívül fekszik, de az rendkívül vastag légkör csapdába ejti a felszíni hőt, és valószínűleg lakhatatlanná teszi a bolygót, még a lakható övezetben is. Ennek ellenére a bolygók keresése a lakható övezetben jó kiindulópont az élet keresésében.

Kaltenegger és Ramirez tudták, hogy ebben az egész számításban van egy változó, amely meghiúsíthatja a kutatás többi részét - ha a csillag vörös óriássá tágulva minden közeli bolygót megfoszt a légkörétől.

- Ez az egyik dolog, amit nem tudtunk - mondta Kaltenegger. Különösen azt mondta, hogy az új munka az első alkalom, amikor valaki megmutatta, hogy a sziklás bolygók valamivel kisebb tömegűek -e, mint a Föld és azok valamivel masszívabb, mint a Föld , meg tudták tartani a légkörüket, miközben szülőcsillaguk vörös óriássá fejlődik.

A csillagok elveszítik tömegüket, amikor vörös óriásokká válnak, és ez a tömeg kifelé robban, az ún. csillagos szél . Az új munka azt mutatja, hogy néhány bolygó elveszíti atmoszféráját az evolúció során - azok, amelyek nagyon közel vannak a csillaghoz, és azok, amelyek alacsony gravitációval rendelkeznek (a bolygó gravitációja segít „megtartani” a légkörét). De a kellő tömegű, biztonságos távolságra elhelyezkedő bolygók képesek fenntartani légkörük nagy részét - mondta Kaltenegger.

Más bonyolító tényezőket is figyelembe kellett venni, például azt, hogy mivel a csillag elveszíti tömegét, csökken a gravitációs tapadása a bolygókra. Ennek eredményeként a csillag körüli bolygó pályája kibővül, amint a csillag vörös óriássá válik. (Kaltenegger szerint ezért a Föld elmenekül a nap elnyelése elől).

A kutatók már korábban is foglalkoztak a régi csillagok körüli lakhatóság kérdésével, de Kaltnenegger szerint soha nem végeztek olyan munkát olyan modellek használatával, amelyekből kiderülne, hogy a csillag és a bolygó hogyan fog együtt fejlődni a rendszer ilyen drasztikus megváltoztatása révén.

„Ez az első alkalom, amikor összekapcsoljuk a csillag modelljét a bolygó modelljével, és megnézzük, mit csinál” - mondta. - Az ördög valóban a részletekben rejlik. Az első szúrások nagyszerű munkák voltak, mert az ötlet elindult, de rengeteg munka vár rá, és [Ramirez] valójában összeszedte magát és megcsinálta.

Kövesse Calla Cofield -et @callacofield .Kövess minket @Spacedotcom , Facebook és Google+ . Eredeti cikk a témában demokratija.eu .