Νέα έρευνα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο του ESO μειώνει τον ενθουσιασμό στην αναζήτηση ζωής. Οι παρατηρήσεις και από τα δύο «πεδία» δείχνουν ότι οι πρώτες ύλες που είναι απαραίτητες για τη ζωή μπορεί να είναι σπάνιες σε ηλιακά συστήματα που επικεντρώνονται στους κόκκινους νάνους.
Και αν οι πρώτες ύλες δεν υπάρχουν, μπορεί να σημαίνει ότι πολλοί από τους εξωπλανήτες που έχουμε βρει στις κατοικήσιμες ζώνες άλλων αστεριών δεν είναι τελικά κατοικήσιμοι.
Από το γήινο πλεονέκτημά μας, είναι εύκολο να σκεφτούμε ότι τα περισσότερα αστέρια μοιάζουν πολύ με τον Ήλιο μας. Είναι μεγάλο και κίτρινο και φωτεινό, και τα αστέρια που βλέπουμε στον νυχτερινό ουρανό εμφανίζονται ως επί το πλείστον τα ίδια. Αλλά αυτή είναι μια ψευδαίσθηση. Στην πραγματικότητα, ο πιο κοινός τύπος αστεριού είναι ένας κόκκινος νάνος.
Οι κόκκινοι νάνοι είναι μικρότεροι και πιο δροσεροί από τον Ήλιο μας, και αποτελούν περίπου το 75% των αστεριών στον γαλαξία μας. Αυτό σημαίνει ότι περίπου το 75% των πλανητών στο Γαλαξία μας περιστρέφονται σε κόκκινους νάνους.
Και όσο συνεχίζεται η αναζήτηση ζωής, αυτό μπορεί να είναι ένα μεγάλο πρόβλημα.
Για να κατανοήσουμε το πρόβλημα με τους κόκκινους νάνους και τις πρώτες ύλες για τη ζωή, ας δούμε το Ηλιακό και το Ηλιακό μας Σύστημα.
Τα αστέρια σχηματίζονται από τεράστια σύννεφα αερίου και σκόνης που ονομάζονται μοριακά σύννεφα. Καθώς η βαρύτητα πηγαίνει στη δουλειά, το υλικό συγκεντρώνεται στο κέντρο του σύννεφου. Τελικά, αφού συγκεντρωθούν αρκετά υλικά, η πυκνότητα και η πίεση γίνονται τόσο μεγάλες που η σύντηξη αναφλέγεται και γεννιέται ένα αστέρι. Ο τύπος του αστεριού που σχηματίζεται εξαρτάται από την αρχική μάζα του αστεριού.
Τις περισσότερες φορές, στον γαλαξία μας στον Γαλαξία, γεννιέται ένας κόκκινος νάνος. Σε σπάνιες περιπτώσεις, ένα αστέρι όπως ο Ήλιος μας γεννιέται. Το υλικό που απομένει από το σύννεφο περικυκλώνει το αστέρι ως πρωτοπλανητικό δίσκο και τελικά σχηματίζει αντικείμενα όπως πλανήτες, αστεροειδείς και κομήτες. Αυτό που συμβαίνει στη συνέχεια στο ηλιακό σύστημα μπορεί να εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο του αστεριού στο κέντρο.
Καθώς ο χρόνος συνεχίστηκε στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα, η Γη σχηματίστηκε και μετά ψύχθηκε. Υπήρχε μια αφθονία κομητών και αστεροειδών στο πρώιμο ηλιακό μας σύστημα, και περιείχαν άφθονο πάγο νερού και οργανικές ενώσεις. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, πολλοί από αυτούς τους κομήτες συντρίβονται στη Γη, καταθέτοντας νερό και χημικά. Οι περισσότεροι επιστήμονες πιστεύουν ότι εδώ είναι που η Γη πήρε το μεγαλύτερο μέρος του νερού της και η χημεία που απαιτείται για τη ζωή.
Το ερώτημα είναι: Αυτό συμβαίνει σε ηλιακά συστήματα κόκκινου νάνου;
«Αυτές οι παρατηρήσεις υποδηλώνουν ότι οι πλανήτες που φέρουν νερό μπορεί να είναι σπάνιοι γύρω από ερυθρούς νάνους…»
Η Carol Grady της Eureka Scientific στο Όκλαντ της Καλιφόρνια, συν-ερευνητής στις παρατηρήσεις του Χαμπλ.
Στο ηλιακό μας σύστημα, ο ήλιος μας είναι αρκετά σταθερός. Αναβοσβήνει και εκπέμπει στεφανιαία μαζική εξαγωγή, αλλά συνολικά είναι σχετικά σταθερή. Ο Ήλιος έκανε το πράγμα του και οι πλανήτες και οι κομήτες το έκαναν. Αλλά οι κόκκινοι νάνοι είναι διαφορετικοί.
Οι νέες παρατηρήσεις από το Hubble και το VLT του κόκκινου νάνου AU Microscopii δείχνουν κάτι διαφορετικό που συμβαίνει. Το AU Micro είναι ένα πολύ νεαρό αστέρι, μόλις 12 εκατομμυρίων ετών, που είναι λιγότερο από το 1% της ηλικίας του Ήλιου. Εξετάζουμε λοιπόν ένα νεαρό αστέρι και ένα ηλιακό σύστημα στα χρόνια της δημιουργίας του. Και αυτές οι παρατηρήσεις δείχνουν τεράστιες σφαίρες ταχέως κινούμενου υλικού που διαπερνούν το νεαρό ηλιακό σύστημα.
Μέχρι στιγμής έχουν δει έξι από αυτές τις σφαίρες υλικού και διαβρώνουν γρήγορα το δίσκο αερίου και σκόνης που περικυκλώνει το νεαρό αστέρι. Σύμφωνα με ένα δελτίο τύπου, αυτές οι σφαίρες «δρουν σαν ένα άροτρο χιονιού ωθώντας μικρά σωματίδια - πιθανώς που περιέχουν νερό και άλλα πτητικά - έξω από το σύστημα." Και φαίνεται να συμβαίνει γρήγορα. Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι ολόκληρος ο πρωτοπλανητικός δίσκος θα μπορούσε να εξαφανιστεί σε μόλις 1,5 εκατομμύρια χρόνια.
"Αυτές οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι οι πλανήτες που φέρουν νερό μπορεί να είναι σπάνιοι γύρω από ερυθρούς νάνους, επειδή όλα τα μικρότερα σώματα που μεταφέρουν νερό και οργανικά εκρήγνυται καθώς ανασκάπτεται ο δίσκος", εξήγησε η Carol Grady της Eureka Scientific στο Όκλαντ της Καλιφόρνιας, συν-ερευνητής στο Παρατηρήσεις του Χαμπλ.
Εάν αυτές οι σφαίρες εκκαθαρίζουν το νεαρό ηλιακό σύστημα από νερό, τότε οι κομήτες δεν θα περιέχουν πάγο νερού που μπορεί τελικά να συντρίψει νέους πλανήτες, παρέχοντας νερό και βοηθώντας τους να κατοικήσουν. Οι οργανικές χημικές ουσίες είναι επίσης πρώτες ύλες για τη ζωή και αν παρασύρονται γρήγορα, τότε οι προοπτικές ζωής στους πλανήτες γύρω από τους κόκκινους νάνους έπαιρναν μεγάλη επιτυχία.
"Η γρήγορη διάχυση του δίσκου δεν είναι κάτι που θα περίμενα."
Η Carol Grady της Eureka Scientific στο Όκλαντ της Καλιφόρνια, συν-ερευνητής στις παρατηρήσεις του Χαμπλ.
«Η γρήγορη διάχυση του δίσκου δεν είναι κάτι που θα περίμενα», είπε ο Grady. «Με βάση τις παρατηρήσεις των δίσκων γύρω από πιο φωτεινά αστέρια, περιμέναμε ότι οι δίσκοι γύρω από αμυδρούς κόκκινους νάνους αστέρια θα έχουν μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Σε αυτό το σύστημα, ο δίσκος θα φύγει πριν το αστέρι είναι 25 εκατομμυρίων ετών. "
Οι επιστήμονες δεν είναι ακόμα σίγουροι τι ακριβώς είναι οι σταγόνες και από πού προέρχονται. Η προφανής απάντηση είναι το ίδιο το αστέρι, αλλά οι επιστήμονες δεν είναι ακόμα σίγουροι ποια είναι η σχέση μεταξύ του AU Microscopii. Αλλά μέσω παρατηρήσεων, οι επιστήμονες έμαθαν μερικά πράγματα για τις σταγόνες.
Οι σταγόνες κινούνται με ταχύτητες μεταξύ 14.500 km ανά ώρα (9.000 mph) και 43.500 km ανά ώρα (27.000 μίλια την ώρα), αρκετά γρήγορα για να ξεφύγουν από τα βαρυτικά συμπλέγματα του αστεριού. Αυτή τη στιγμή κυμαίνονται σε απόσταση από περίπου 930 εκατομμύρια μίλια έως περισσότερα από 5,5 δισεκατομμύρια μίλια από το αστέρι.
«Αυτές οι δομές θα μπορούσαν να δώσουν ενδείξεις για τους μηχανισμούς που οδηγούν αυτές τις σταγόνες.»
Συν-ερευνητής Glenn Schneider του Steward Observatory στο Tucson της Αριζόνα.
Οι σταγόνες έχουν επίσης δομή. Ένα από αυτά έχει ένα καπάκι σε σχήμα μανιταριού πάνω από το επίπεδο του δίσκου και μια δομή βρόχου κάτω από το δίσκο. Αυτές οι λειτουργίες μπορεί να παρέχουν ενδείξεις για το τι οδηγεί τις σταγόνες. «Αυτές οι δομές θα μπορούσαν να δώσουν ενδείξεις για τους μηχανισμούς που οδηγούν αυτές τις σταγόνες», δήλωσε ο συν-ερευνητής Glenn Schneider του Steward Observatory στο Tucson της Αριζόνα.
Το AU Micro βρίσκεται σε καλή θέση για παρατήρηση. Είναι μόνο περίπου 32 έτη φωτός μακριά, στο νότιο αστερισμό Microscopium. Οι περισσότεροι από τους άλλους παρατηρήσιμους κόκκινους νάνους με τις σωστές συνθήκες βρίσκονται πολύ πιο μακριά.
«Το AU Mic βρίσκεται σε ιδανική θέση», είπε ο Schneider. «Αλλά είναι μόνο ένα από τα τρία ή τέσσερα συστήματα κόκκινων νάνων με γνωστούς δίσκους που διασκορπίζουν τα αστέρια των περιστατικών συντριμμιών. Τα άλλα γνωστά συστήματα βρίσκονται συνήθως περίπου έξι φορές πιο μακριά, επομένως είναι δύσκολο να διεξαχθεί μια λεπτομερής μελέτη των τύπων χαρακτηριστικών σε αυτούς τους δίσκους που βλέπουμε στο AU Mic. " Αλλά για να επιβεβαιωθεί αυτός ο τύπος δραστηριότητας σταγόνα σε άλλα συστήματα κόκκινων νάνων, είναι απαραίτητη η λεπτομερής μελέτη άλλων συστημάτων.
Μερικές από τις παρατηρήσεις άλλων συστημάτων ερυθρού νάνου έχουν ήδη γίνει, και οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει παρόμοια δραστηριότητα σταγόνα σε αυτά τα συστήματα.
«Δείχνει ότι το AU Mic δεν είναι μοναδικό», είπε ο Grady. "Στην πραγματικότητα, θα μπορούσατε να υποστηρίξετε ότι επειδή είναι ένα από τα πλησιέστερα συστήματα αυτού του τύπου, θα ήταν απίθανο να είναι μοναδικό."
Ο τύπος του αστεριού που σχηματίζεται και οι συνθήκες στο δίσκο τις πρώτες ημέρες ενός ηλιακού συστήματος, φαίνεται να είναι ζωτικής σημασίας για το σχηματισμό της ζωής. Εάν το 75% των πλανητών εκεί βρίσκονται σε τροχιά κόκκινων νάνων και αυτοί οι κόκκινοι νάνοι εκπέμπουν σταγόνες που αφαιρούν νερό και οργανικές χημικές ουσίες από το ηλιακό σύστημα, τότε τυχόν βραχώδεις πλανήτες εκεί θα παραμείνουν ξηροί και άψυχοι για πάντα. Αυτό είναι πολύ ζοφερό.
Αλλά όλα δεν είναι ζοφερά όταν πρόκειται για αναζήτηση ζωής. Περιμένουμε η ζωή να είναι σπάνια. Αυτό απλά βοηθάει στην επιβεβαίωση.
Σε κάθε περίπτωση, εξακολουθούν να υπάρχουν το άλλο 25% των αστεριών, και όλα τα εκατομμύρια αστέρια όπως ο Ήλιος μας. Και γνωρίζουμε τουλάχιστον έναν πλανήτη που, όπως είπε ο Carl Sagan, «… κυματίζει με τη ζωή».
Παρά αυτές τις νέες παρατηρήσεις, μπορεί να υπάρχουν και άλλες. Απλά όχι γύρω από τους κόκκινους νάνους.
Πηγές:
- Δελτίο Τύπου Hubblesite: Οι νέοι πλανήτες σε τροχιά γύρω από τους κόκκινους νάνους μπορεί να μην έχουν συστατικά για τη ζωή
- Καταχώριση Wikipedia: AU Microscopii
