ดาวที่สมบูรณ์แบบเพื่อค้นหาชีวิตบนดาวเคราะห์ของพวกเขา

Send

เรามักจะคิดถึงสถานการณ์ทางโลกของเราตามปกติ โลกที่เต็มไปด้วยน้ำและแสนอบอุ่นโคจรรอบดาวสีเหลืองที่เสถียร สถานที่ที่ชีวิตยังคงมีอยู่เป็นเวลาเกือบ 4 พันล้านปี แทบจะหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่เมื่อเรานึกถึงสถานที่อื่นที่ชีวิตสามารถเจริญเติบโตได้เราใช้ประสบการณ์ของเราเป็นเกณฑ์มาตรฐาน

แต่เราควร

ดวงอาทิตย์ของเราเป็นดาวลำดับหลัก G-type มีอายุการใช้งานประมาณ 10 พันล้านปี มีอายุประมาณห้าพันล้านปีและขับเคลื่อนชีวิตบนโลกมาเกือบ 4 พันล้านปีแล้ว ดาวเรียงลำดับหลักของ G-type ไม่ได้อุดมสมบูรณ์ที่สุดและไม่ใช่ดาวที่มีอายุยืนที่สุด พวกมันคิดเป็นเพียง 6% ของประชากรดาราจักรทางช้างเผือกและพวกมันมีชีวิตอยู่ได้เพียงประมาณ 10 พันล้านปีเท่านั้น

ดาวส่วนใหญ่ในทางช้างเผือก (ประมาณ 73%) เป็นดาวแคระแดงหรือดาวแคระ M ดาวแคระ M นั้นเย็นกว่าดวงอาทิตย์ของเราและโซนที่อาศัยของพวกมันนั้นเล็กกว่า แต่พวกเขามีอายุยืนยาวขึ้นตามลำดับความสำคัญ ชีวิตอันยาวนานของพวกเขาอาจทำให้พวกเขาเป็นดาวในอุดมคติสำหรับชีวิตที่จะเจริญรุ่งเรืองรอบ ๆ เมื่อได้รับดาวเคราะห์ที่เหมาะสม แต่ดาวแคระแดงมีแนวโน้มที่จะลุกเป็นไฟอย่างรุนแรงและการปล่อยพลังงานที่เป็นอันตรายของพวกเขาอาจไม่เป็นที่น่ายินดีสำหรับชีวิตอย่างที่เรารู้

มีดาวฤกษ์อีกประเภทหนึ่งที่นักดาราศาสตร์เริ่มเรียกดาวโกลดิลอคส์ พวกเขามีความอุดมสมบูรณ์มากกว่าดวงอาทิตย์พวกเขาอาศัยอยู่นานกว่าดวงอาทิตย์และพวกเขาไม่ปล่อยรังสีอันตรายเท่าดาวแคระ M

พวกเขาเรียกว่าดาวแคระ K หรือที่รู้จักกันในชื่อดาวแคระส้ม

“ ดาว K-dwarf อยู่ในจุดที่หวานโดยมีคุณสมบัติอยู่ตรงกลางระหว่างดาวฤกษ์ที่หายากกว่าที่ส่องสว่างกว่า แต่มีอายุสั้นกว่า (ประเภทดาว G) และดวงดาวสีแดงจำนวนมาก (ดาว M)
Edward Guinan, มหาวิทยาลัยวิลลาโนวา

ดาวแคระ K มีชีวิตอยู่ระหว่าง 15 ถึง 45 พันล้านปีพวกมันคิดเป็น 13% ของประชากรทางช้างเผือกและพวกมันปล่อยรังสีที่อันตรายถึงตายเช่นเดียวกับดาวแคระ M เพียงหนึ่งในสิบหก - สิบหก

ในงานใหม่ที่นำเสนอในการประชุมที่ 235 ของ American Astronomical Society นักวิจัยคู่หนึ่งใช้กล้องโทรทรรศน์หลายตัวเพื่อสำรวจดาวแคระ G และ K-k บางตัวในย่านกาแลคซีของเรา พวกเขาคือ Edward Guinan และ Scott Engle จากมหาวิทยาลัย Villanova ใน Pennsylvanie กิจการของพวกเขาเรียกว่าโครงการ Goldiloks

ในการแถลงข่าว Guinan กล่าวว่าดาวแคระ K เป็นดาวทองคำแท้ “ ดาว K-dwarf อยู่ในจุดที่หวานโดยมีคุณสมบัติอยู่ตรงกลางระหว่างดาวฤกษ์ที่หายากกว่าซึ่งส่องสว่างกว่า แต่มีอายุสั้นกว่า (ประเภทดาว G) และดวงดาวสีแดงจำนวนมาก (ดาว M) ดาว K โดยเฉพาะที่อุ่นกว่ามีดีที่สุดในโลกทั้งหมด หากคุณกำลังมองหาดาวเคราะห์ที่มีความสามารถในการอยู่อาศัยความอุดมสมบูรณ์ของดาวฤกษ์ K จะเพิ่มโอกาสในการค้นหาชีวิต”

ในรัศมี 100 ปีแสงจากระบบสุริยะของเรามีดาวแคระพันดวงอยู่ประมาณหนึ่งพันดวง ดาวเหล่านี้สุกงอมเพื่อการสังเกต และแม้ว่าพวกเขาจะมีความอุดมสมบูรณ์น้อยกว่าดาวแคระ M แต่นักดาราศาสตร์บางคนคิดว่าเราควรเปลี่ยนโฟกัสไปที่ดาวแคระเมื่อมันมาถึงการค้นหาดาวเคราะห์ที่น่าอยู่

ดาวแคระ M นั้นเป็นปัญหาเมื่อมันเหมาะสมกับชีวิต พวกเขาอุดมสมบูรณ์และมีดาวเคราะห์นอกระบบจำนวนมาก แต่มันอันตราย เนื่องจากมีขนาดเล็กมากพื้นที่อยู่อาศัยของพวกเขาอยู่ใกล้มาก

นั่นหมายความว่าดาวเคราะห์ใด ๆ ในเขตเอื้ออาศัยอาจถูกล็อกไว้เป็นทางซึ่งอาจลดโอกาสในการดำรงชีวิต ด้านหนึ่งจะอยู่ในความมืดตลอดเวลาและอีกด้านหนึ่งในแสงถาวร สิ่งนี้สร้างความแตกต่างของอุณหภูมิอย่างมากและเป็นปัญหาที่ซึ่งด้านที่ถูกแช่แข็งสามารถตรึงก๊าซหลักออกจากชั้นบรรยากาศทำให้กระดูกด้านข้างในเวลากลางวันแห้งและแห้งแล้ง

ดาวแคระ M มีพลังมากและไม่มั่นคง พวกเขามักจะจุดประกายดาวฤกษ์และพลังงานที่รุนแรงของพวกมันสามารถกำจัดชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ได้เร็วมากในช่วงชีวิตของมันและทำลายสิ่งมีชีวิตใด ๆ ที่ได้ตั้งหลักบนดาวเคราะห์ เปลวไฟเหล่านี้บางส่วนสามารถเพิ่มความสว่างของดาวเป็นสองเท่าในเวลาไม่กี่นาที

ดาวแคระ M สามารถมีสนามแม่เหล็กที่ทรงพลังอย่างยิ่งซึ่งอาจครอบงำสนามแม่เหล็กป้องกันของดาวเคราะห์ใด ๆ ที่โคจรรอบพวกมัน กระดาษ 2013 ตรวจสอบผลกระทบที่สนามแม่เหล็กอันทรงพลังเหล่านี้อาจมีต่อดาวเคราะห์ที่น่าอยู่ การศึกษาดังกล่าวกล่าวว่า“ เพื่อให้สามารถรักษาสนามแม่เหล็กขนาดเท่าโลกได้ยกเว้นเพียงไม่กี่กรณีดาวเคราะห์บนพื้นโลกจะต้อง (1) ต้องโคจรรอบไกลออกไปมากกว่าขอบเขตดั้งเดิมของเขตเอื้ออาศัยได้ หรืออื่น ๆ (2) ถ้ามันกำลังโคจรอยู่ภายในเขตที่อยู่อาศัยได้อย่างน้อยก็ต้องใช้สนามแม่เหล็กตั้งแต่ G <Gauss> ไปจนถึงไม่กี่พันกรัมขึ้นไป นี่คือการเปรียบเทียบกับสนามแม่เหล็กโลกซึ่งเป็นหนึ่งในเกาส์

สนามแม่เหล็กอันทรงพลังของ M-dwarfs รวมกับวูบวาบทำให้เป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตอย่างแน่นอน และแม้ว่าสนามแม่เหล็กที่ลุกโชติช่วงและสนามแม่เหล็กอันทรงพลังนี้สามารถปักหลักในภายหลังในชีวิตของดาวแคระในเวลาเดียวกันโดยดาวเคราะห์ในเขตเอื้ออาศัยจะสูญเสียชั้นบรรยากาศของพวกเขาไปแล้ว

“ เราจะไม่มองโลกในแง่ดีอีกต่อไปเกี่ยวกับโอกาสในการค้นหาชีวิตขั้นสูงรอบดาวฤกษ์ M จำนวนมาก” Guinan กล่าว

ดาวแคระต่างกัน

K-dwarfs ไม่ได้สัมผัสกับพลังงานวูบวาบและความโกลาหลแบบเดียวกับที่ M-dwarfs ทำ พวกเขายังขาดสนามแม่เหล็กที่รุนแรงเหมือนกันซึ่งรับผิดชอบธรรมชาติของดาวแคระ M ที่ไม่เอื้ออำนวย จากการวิจัยของ Guinan K-dwarf ปล่อยรังสีเอกซ์ประมาณ 1 ใน 100 ส่วนรังสีเอกซ์ที่อันตรายมากเท่ากับดาวแคระ M บางตัว

โครงการ Goldiloks วัดอายุอัตราการหมุนและเอ็กซ์เรย์และสัญญาณอินฟาเรดไกลของตัวอย่างของดาว G และ K เจ๋ง ๆ พวกเขากำลังใช้หอดูดาวจันทราเอ็กซ์เรย์และดาวเทียม XMM-Newton ในโครงการ แต่พวกเขาพึ่งพากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเป็นอย่างมาก ฮับเบิลนั้นไวมากต่อรังสีอุลตร้าไวโอเล็ตที่มาจากไฮโดรเจนและพวกเขาใช้ความไวนั้นเพื่อประเมินรังสีที่มาจากดาวแคระ 20 เคลวิน

“ ฮับเบิลเป็นกล้องโทรทรรศน์เพียงตัวเดียวที่สามารถสังเกตการณ์แบบนี้ได้” Guinan กล่าว

Guinan และ Engle พบว่าระดับการแผ่รังสีรอบ ๆ ดาวฤกษ์ K นั้นมีอันตรายน้อยกว่าดาวแคระ M ดาวฤกษ์ K มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและการย้ายถิ่นของโซนอาศัยได้ช้าลง นั่นทำให้ดาวแคระเป็นสถานที่ที่เหมาะสำหรับการค้นหาสิ่งมีชีวิตและดาวเหล่านี้จะให้เวลาสำหรับสิ่งมีชีวิตที่วิวัฒนาการสูงเพื่อพัฒนาบนดาวเคราะห์ที่เหมาะสม ตลอดช่วงชีวิตของดวงอาทิตย์ - 10 พันล้านปี - ดวงดาวเคเพิ่มความสว่างของพวกมันเพียง 10-15% เท่านั้นซึ่งทำให้วิวัฒนาการทางชีวภาพใช้ระยะเวลานานขึ้นในการพัฒนารูปแบบชีวิตขั้นสูงกว่าบนโลก

เรารู้แล้วว่าคนแคระ K บางคนที่เป็นเจ้าของดาวเคราะห์นอกระบบและคนอื่น ๆ ที่อาจเป็นเจ้าภาพพวกมัน แต่เราไม่แน่ใจเกี่ยวกับเรื่องนี้ Guinan และ Engle มองไปที่เป้าหมายที่น่าสนใจสามอย่าง: Epsilon Eridani, Kepler-442 และ Tau Ceti

“ Kepler-442 เป็นที่น่าสังเกตว่าดาวดวงนี้ (การจำแนกสเปกตรัม K5) เป็นเจ้าภาพในสิ่งที่ถือว่าเป็นหนึ่งในดาวเคราะห์ทองคำที่ดีที่สุด Kepler-442b ดาวเคราะห์หินที่มีมวลมากกว่าสองเท่าของโลก ดังนั้นระบบ Kepler-442 จึงเป็นดาวเคราะห์ทองคำที่โฮสต์โดยดาวทองคำ Guinan กล่าว

Guinan และ Engle ใช้เวลา 30 ปีในการสำรวจดาวประเภทต่าง ๆ พวกเขาได้กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างประเภทของดาวการหมุนอายุเอ็กซ์เรย์และการแผ่รังสียูวี ข้อมูลดังกล่าวเป็นรากฐานของการทำงานของพวกเขาว่าการแผ่รังสีพลังงานสูงของดาวมีผลต่อชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์และโอกาสในชีวิตอย่างไร