Αστροφυσική, Διάστημα

Ο ήλιος μπορεί να μην είναι ένα αστέρι ‘Χρυσομαλλούσα’

Θέλετε να φτιάξετε έναν πλανήτη που να μπορεί να υποστηρίξει ζωή με βάση τον άνθρακα; Μην το τοποθετήσετε σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι σαν τον ήλιο μας.

Print Friendly, PDF & Email
Share

Θέλετε να φτιάξετε έναν πλανήτη που να μπορεί να υποστηρίξει ζωή με βάση τον άνθρακα; Μην το τοποθετήσετε σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι σαν τον ήλιο μας.

"Με μακροπρόθεσμους όρους, ο ήλιος μπορεί να μην είναι και το καλύτερο αστέρι," λέει ο Edward Guinan του Πανεπιστημίου Villanova στην Πενσυλβάνια, και ένας από αυτούς που έγραψαν μια εργασία σχετικά με ένα νέο μοντέλο για την καταλληλότητα των πλανητών που μπορούν να υποστηρίξουν τη ζωή. Μικρότερα και πιο ψυχρά αστέρια  – αυτά που ονομάζονται πορτοκαλί νάνοι – μπορεί να είναι οι πιο φιλόξενοι, αναφέρει ο Edward Guinan.

fit_for_life_starsΤα καλύτερα άστρα ώστε οι πλανήτες τους να φιλοξενούν ζωή μπορεί να είναι πιο μικρά, πιο  ψυχρά και πιο κοκκινωπά από τον ήλιο μας, σαν αυτό της εικόνας

Ο Guinan και δύο συνάδελφοί του σύγκριναν τις εκπομπές ακτίνων-Χ καθώς και υπεριώδεις από διάφορους τύπους άστρων και υπολόγισαν την καταστροφή που θα μπορούσε να κάνει στο DNA, την βάση των οργανισμών βασισμένων στον άνθρακα. Η ομάδα αυτή παρουσίασε τα αποτελέσματα της σε μια συνεδρίαση της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης, και επίσης σε μια δημοσίευση στον ιστότοπο arXiv.org.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν θεωρητικά μοντέλα και αρχειοθετημένα στοιχεία από τον δορυφόρο nternational Ultraviolet Explorer, που είναι πλέον εκτός λειτουργίας,  για να μετρήσουν την ποσότητα της υπεριώδους ακτινοβολίας και την ακτινοβολία Χ σε κατοικήσιμες περιοχές διαφορετικών άστρων, περιοχές γύρω από αστέρια, όπου οι θερμοκρασίες είναι οι κατάλληλες για έναν πλανήτη ώστε να έχει νερό σε υγρή μορφή .

Διαπίστωσαν λοιπόν ότι τα αστέρια ελαφρώς μεγαλύτερα και πιο καυτά από τον Ήλιο, ήταν τα χειρότερα από την άποψη ότι η υπεριώδης ακτινοβολία επιφέρει πενταπλάσια βλάβη στο DNA από ό,τι άστρα σαν τον Ήλιο μας. Η ακτινοβολία στην εγγύς υπεριώδη περιοχή είναι ελαφρώς πιο ενεργητική από το ορατό φως.

"Αυτή η ακτινοβολία έχει τις μεγαλύτερες πιθανότητες να προκαλέσει βιολογικές ζημιές," λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Manfred Cuntz του Πανεπιστημίου του Τέξας. "Οι ακτίνες Χ σε πολλές περιπτώσεις εμποδίζονται πολύ αποτελεσματικά από την ατμόσφαιρα του πλανήτη. Ενώ η υπεριώδης έχει περισσότερες πιθανότητες να κάνει κακό. "

Η επόμενη κλάση άστρων με υψηλή εκπομπή στο εγγύς υπεριώδες ήταν τα άστρα σαν τον Ήλιο μας, ακολουθούμενη από δύο κατηγορίες μικρότερων άστρων, τους πορτοκαλί και τους κόκκινους νάνους. Τα κόκκινα αστέρια νάνοι, που ονομάζονται επίσης και Μ αστέρια νάνοι, πρόσφατα θεωρούνται ως οι καλύτεροι υποψήφιοι για να ανακαλύψουμε πλανήτες σαν τη Γη, εν μέρει επειδή τα αστέρια είναι πολύ μικρά.

Αλλά τα M αστέρια νάνοι έχουν άλλα προβλήματα. Τα υψηλά μαγνητικά πεδία στην επιφάνεια τους αποθηκεύουν ενέργεια στα εξωτερικά στρώματα τους, θερμαίνοντας το αέριο εκεί και παράγοντας αστρικές εκλάμψεις ακτινοβολίας και σωματιδίων. Αυτή η συμπεριφορά είναι ιδιαίτερα συχνή στα νεαρά αστέρια, τα οποία περιστρέφονται πιο γρήγορα και συνεπώς έχουν ισχυρότερο μαγνητικό δυναμό. Οι εκλάμψεις προκαλούν μια απότομη αιχμή στην υπεριώδη ακτινοβολία και στις ακτίνες X, που με την πάροδο του χρόνου, μπορεί να εξαλείψει την ατμόσφαιρα ενός πλανήτη.

Τα M αστέρια νάνοι είναι, επίσης, τόσο εξασθενημένα που οι κατοικήσιμες ζώνες τους είναι αρκετά κοντά τους, ώστε να κρατούν τους περισσότερους πλανήτες παλιρροιακά κλειδωμένους, πράγμα που σημαίνει ότι η μία πλευρά του πλανήτη βλέπει συνεχώς το άστρο ανά πάσα στιγμή.

Αυτό όμως δεν είναι κατ ‘ανάγκη πρόβλημα: Η σκοτεινή πλευρά του πλανήτη και ορισμένες περιφέρειες με μόνιμο λυκόφως θα μπορούσαν να είναι κατοικήσιμες. «Έχετε ένα τέτοιο φάσμα θερμοκρασιών που κάπου η θερμοκρασία θα είναι η σωστή για τη ζωή», σχολιάζει ο Frank Drake του Ινστιτούτου SETI.

Αλλά ένας πλανήτης χρειάζεται το δικό του μαγνητικό πεδίο για την προστασία του από τα άγρια ξεσπάσματα του μητρικού του άστρου. Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι υγροί πυρήνες στο κέντρο των πλανητών, που στρέφονται γρήγορα, είναι απαραίτητοι για την δημιουργία πλανητικών μαγνητικών πεδίων. Οι παλιρροιακά κλειδωμένοι πλανήτες μπορούν να α στρέφονται πολύ αργά για να διατηρείται ένα μαγνητικό πεδίο, αφήνοντας έτσι τις ατμόσφαιρες τους ευάλωτες.

"Το συμπέρασμα είναι, ότι αν ο πλανήτης δεν έχει ένα μαγνητικό πεδίο και είναι κοντά σε ένα αστέρι … τότε οι αστρικοί άνεμοι και οι ακτίνες-Χ διαβρώνουν την όλη ατμόσφαιρα του πλανήτη," εξηγεί ο Guinan, και δεν έχει καμιά σημασία τι είδους αστέρι είναι.

Τα αστέρια τύπου “χρυσομαλλούσα” (Goldilocks) με ακριβώς τις κατάλληλες συνθήκες μπορεί να είναι τύπου K-αστέρια, ή πορτοκαλί νάνοι, λέει ο Guinan. Αυτά τα αστέρια εκπέμπουν λιγότερη υπεριώδη ενέργεια από ότι τα αστέρια σαν τον Ήλιο μας, και είναι λιγότερο πιθανό να εκτινάσσουν ακτινοβολία και σωματίδια στο διαστρικό χώρο, πλην των M νάνων άστρων, και έχουν μια κατοικήσιμη ζώνη αρκετά μακριά που οι πλανήτες στη ζώνη αυτή είναι απίθανο να έχουν κλειδωθεί παλιρροιακά.

Είναι σημαντικό, επίσης, ότι τα K-αστέρια ζουν πέντε έως έξι φορές περισσότερο από τον ήλιο μας, δίνοντας έτσι στη ζωή περισσότερο χρόνο για να αναπτυχθεί, εξηγεί η ομάδα του Guinan. Είναι επίσης πιο συνηθισμένα άστρα από ότι ο ήλιος μας, αποτελώντας περίπου το 15% των άστρων στο Γαλαξία μας.

"Λαμβάνοντας υπόψη όλες τις παραμέτρους, είναι ένα καλό σημείο εκκίνησης τα Κ-άστρα”, λέει η Sara Seager του ΜΙΤ. Αλλά προσθέτει ότι "οι παρατηρητές ποτέ δεν θα χάσουν την ευκαιρία να δούνε κάτι ενδιαφέρον αλλού, μόνο και μόνο επειδή ένας θεωρητικός λέει ότι είναι μια κακή τοποθεσία  για την παρουσία της ζωής."

——————————————————————————————————————–

Η Χρυσομαλλούσα (Goldilocks) είναι η ηρωίδα του παραμυθιού Τα τρία αρκουδάκια.  Η Χρυσομαλλούσα επισκέπτεται το σπίτι τους και δοκιμάζει τη σούπα τους. Το πρώτο πιάτο είναι πολύ καυτό, το δεύτερο είναι πολύ κρύο και το τρίτο έχει τη σωστή θερμοκρασία. Με βάση αυτό το περιστατικό ο όρος Goldilocks χρησιμοποιείται σε πολλά πεδία (μεταξύ των άλλων την αστρονομία, τη θεωρία της πολυπλοκότητας, τα οικονομικά, τη θεωρία παιγνίων, τη βιολογία), για να περιγράψει ένα φαινόμενο που εξελίσσεται υπό ιδανικές συνθήκες. Στην προκειμένη περίπτωση η ζωή πάνω στη Γη είναι αποτέλεσμα ιδανικών συγκυριών τόσο στο μικρόκοσμο όσο και στο μεγάκοσμο.

Δείτε και το άρθρο

Το Αίνιγμα της Χρυσομαλλούσας: Γιατί το σύμπαν έχει τις ιδανικές συνθήκες για να εμφανιστεί η ζωή στη Γη
Print Friendly, PDF & Email

About the author

physics4u

Leave a Comment

Share
503 Service Unavailable

Service Unavailable

The server is temporarily unable to service your request due to maintenance downtime or capacity problems. Please try again later.

Additionally, a 503 Service Unavailable error was encountered while trying to use an ErrorDocument to handle the request.