Wir neigen dazu, unsere irdischen Umstände als normal zu betrachten. Eine wässrige, gemäßigte Welt, die einen stabilen gelben Stern umkreist. Ein Ort, an dem das Leben seit fast 4 Milliarden Jahren besteht. Es ist fast unvermeidlich, dass wir unsere eigene Erfahrung als Maßstab verwenden, wenn wir an andere Orte denken, an denen das Leben gedeihen könnte.
Aber sollten wir?
Unsere Sonne ist ein Hauptreihenstern vom Typ G mit einer Lebensdauer von etwa 10 Milliarden Jahren. Es ist ungefähr fünf Milliarden Jahre alt und hat das Leben auf der Erde bereits seit fast 4 Milliarden Jahren angetrieben. Hauptreihensterne vom G-Typ sind weder die reichlichsten noch die langlebigsten. Sie machen nur etwa 6% der Sternbevölkerung der Milchstraße aus und leben nur etwa 10 Milliarden Jahre.
Die meisten Sterne in der Milchstraße (ca. 73%) sind rote Zwerge oder M-Zwerge. M Zwerge sind kühler als unsere Sonne und ihre bewohnbaren Zonen sind kleiner. Aber sie leben um eine Größenordnung viel länger. Ihr langes Leben könnte sie zu idealen Sternen für das Leben machen, wenn die richtigen Planeten vorhanden sind. Aber rote Zwerge können zu tödlichem Aufflackern neigen, und ihre gefährliche Energieabgabe ist möglicherweise nicht so gastfreundlich für das Leben, wie wir es kennen.
Es gibt eine andere Art von Wirtsstern, die Astronomen anfangen, Goldlöckchensterne zu nennen. Sie sind reichlicher als die Sonne, sie leben länger als die Sonne und sie emittieren nicht so viel gefährliche Strahlung wie M-Zwerge.
Sie werden K-Zwerge genannt, auch als orangefarbene Zwerge bekannt.
"K-Zwergsterne befinden sich am" Sweet Spot ", mit Eigenschaften zwischen den selteneren, leuchtenderen, aber kurzlebigeren solaren Sternen (G-Sterne) und den zahlreicheren roten Zwergsternen (M-Sterne)."
Edward Guinan, Villanova Universität
K-Zwerge leben zwischen 15 und 45 Milliarden Jahren, machen etwa 13% der Bevölkerung der Milchstraße aus und emittieren nur ein Sechzehntel so viel tödliche Strahlung wie M-Zwerge.
In einer neuen Arbeit, die auf dem 235. Treffen der American Astronomical Society vorgestellt wurde, verwendeten zwei Forscher mehrere Teleskope, um einige G- und K-Zwerge in unserer galaktischen Nachbarschaft zu untersuchen. Sie sind Edward Guinan und Scott Engle von der Villanova University in Pennsylvanie. Ihr Unternehmen heißt Goldiloks Project.
In einer Pressemitteilung sagte Guinan, dass K-Zwergsterne echte Goldlöckchensterne sind. „K-Zwergsterne befinden sich im„ Sweet Spot “, mit Eigenschaften zwischen den selteneren, leuchtenderen, aber kurzlebigeren solaren Sternen (G-Sterne) und den zahlreicheren roten Zwergsternen (M-Sterne). Die K-Sterne, besonders die wärmeren, haben das Beste von allen Welten. Wenn Sie nach bewohnbaren Planeten suchen, erhöht die Fülle an K-Sternen Ihre Chancen, Leben zu finden. “
In einem Radius von 100 Lichtjahren von unserem Sonnensystem gibt es ungefähr tausend K-Zwerge. Diese Sterne sind reif für die Beobachtung. Und obwohl sie weit weniger zahlreich sind als die M-Zwerge, denken einige Astronomen, wir sollten uns bei der Suche nach potenziell bewohnbaren Planeten auf K-Zwerge konzentrieren.
M-Zwerge sind problematisch, wenn es um die Eignung für das Leben geht. Sie sind reichlich vorhanden und beherbergen viele Exoplaneten, aber sie sind gefährlich. Da sie so klein sind, liegt ihre Wohnzone sehr nahe.
Das bedeutet, dass alle Planeten in der bewohnbaren Zone wahrscheinlich gezeitengesperrt sind, was die Lebenschancen verringern könnte. Eine Seite wäre in ewiger Dunkelheit und die andere Seite in ewigem Licht. Dies führt zu extremen, problematischen Temperaturunterschieden, bei denen die gefrorene Seite die Hauptgase aus der Atmosphäre einfrieren und den Tageslichtknochen trocken und unfruchtbar machen könnte.
M-Zwerge sind extrem energisch und unsicher. Sie sind oft Leuchtsterne, und ihre heftige Energieabgabe könnte die Atmosphäre eines Planeten sehr früh in seinem Leben zerstören und jeden Organismus zerstören, der auf dem Planeten Fuß gefasst hat. Einige dieser Fackeln können die Helligkeit des Sterns in wenigen Minuten verdoppeln.
M-Zwerge können auch extrem starke Magnetfelder haben, die die schützenden Magnetosphären aller Planeten, die sie umkreisen, überwältigen können. In einem Papier aus dem Jahr 2013 wurde untersucht, welche Auswirkungen diese starken Magnetfelder auf potenziell bewohnbare Planeten haben könnten. In dieser Studie heißt es: „Um eine erdgroße Magnetosphäre mit Ausnahme weniger Fälle aufrechtzuerhalten, müsste der terrestrische Planet entweder (1) wesentlich weiter als die traditionellen Grenzen der bewohnbaren Zone umkreisen; oder (2) wenn es in der bewohnbaren Zone umkreist, würde es mindestens ein Magnetfeld erfordern, das von einigen G <Gauß> bis zu einigen tausend G reicht. “ Dies ist im Vergleich zur Erdmagnetosphäre, die ein Gauß ist.
Die starken Magnetfelder der M-Zwerge in Kombination mit ihrem Aufflackern machen sie mit ziemlicher Sicherheit lebensgefährlich. Und obwohl sich dieses intensive Aufflackern und starke Magnetfeld später im Leben eines M-Zwergs niederlassen kann, hätten Planeten in der bewohnbaren Zone bereits ihre Atmosphäre verloren.
"Wir sind nicht mehr so optimistisch über die Chancen, ein fortgeschrittenes Leben um viele M-Sterne herum zu finden", sagte Guinan.
K-Zwerge sind anders.
K-Zwerge erleben nicht die gleiche flammende und chaotische Energieabgabe wie M-Zwerge. Ihnen fehlen auch die gleichen intensiven Magnetfelder, die für einen Großteil der unwirtlichen Natur von M-Zwergen verantwortlich sind. Nach Guinans Forschungen senden K-Zwerge nur etwa 1/100 so viel tödliche Röntgenstrahlen aus wie einige M-Zwerge.
Das Goldiloks-Projekt maß das Alter, die Rotationsrate sowie die Röntgen- und Ferninfrarotleistung einer Probe kühler G- und K-Sterne. Sie verwenden im Projekt das Chandra-Röntgenobservatorium und den XMM-Newton-Satelliten, verlassen sich jedoch stark auf das Hubble-Weltraumteleskop. Der Hubble ist äußerst empfindlich gegenüber ultravioletter Strahlung von Wasserstoff, und sie haben diese Empfindlichkeit verwendet, um die Strahlung von 20 K-Zwergen zu bewerten.
"Hubble ist das einzige Teleskop, das diese Art der Beobachtung durchführen kann", sagte Guinan.
Guinan und Engle stellten fest, dass die Strahlungswerte um K-Sterne viel weniger schädlich waren als um M-Zwerge. K-Sterne haben auch längere Lebensdauern und daher eine langsamere Wanderung der bewohnbaren Zone. Das macht K-Zwerge zum idealen Ort, um nach Leben zu suchen, und diese Sterne würden Zeit für hochentwickeltes Leben auf geeigneten Planeten lassen. Während der gesamten Lebensdauer der Sonne - 10 Milliarden Jahre - erhöhen K-Sterne ihre Helligkeit nur um etwa 10-15%, was der biologischen Evolution eine viel längere Zeitspanne für die Entwicklung fortgeschrittener Lebensformen als auf der Erde verleiht.
Wir kennen bereits einige K-Zwerge, die Exoplaneten beherbergen, und andere, die sie beherbergen könnten, über die wir uns jedoch nicht sicher sind. Guinan und Engle betrachteten drei besonders interessante Ziele: Epsilon Eridani, Kepler-442 und Tau Ceti.
„Kepler-442 ist insofern bemerkenswert, als dieser Stern (Spektralklassifikation, K5) einen der besten Goldlöckchen-Planeten beherbergt, Kepler-442b, einen felsigen Planeten, der etwas mehr als die doppelte Masse der Erde hat. Das Kepler-442-System ist also ein Goldlöckchen-Planet, der von einem Goldlöckchen-Stern gehostet wird! “ sagte Guinan.
Guinan und Engle haben 30 Jahre lang verschiedene Arten von Sternen beobachtet. Sie haben Beziehungen zwischen dem Typ eines Sterns, seiner Rotation, seinem Alter, seinen Röntgen- und UV-Emissionen bestimmt. Diese Daten bilden die Grundlage ihrer Arbeit darüber, wie sich die energiereiche Strahlung eines Sterns auf die Atmosphäre und die Lebensaussichten eines Planeten auswirkt.
Mehr:
- Pressemitteilung: Goldlöckchen-Sterne sind die besten Orte, um nach Leben zu suchen
- 2013 Research Paper: Auswirkungen von M-Zwerg-Magnetfeldern auf potenziell bewohnbare Planeten
