Οι κατοικήσιμες ζώνες είναι οι περιοχές γύρω από τα αστέρια, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας Ήλιου, όπου οι συνθήκες είναι οι πιο ευνοϊκές για την ανάπτυξη της ζωής σε τυχόν βραχώδεις πλανήτες που συμβαίνουν σε τροχιά μέσα τους. Γενικά, είναι περιοχές όπου οι θερμοκρασίες επιτρέπουν την ύπαρξη υγρού νερού στην επιφάνεια αυτών των πλανητών και είναι ιδανικές για «ζωή όπως το ξέρουμε». Ειδικές συνθήκες, λόγω του είδους της ατμόσφαιρας, των γεωλογικών συνθηκών κ.λπ. πρέπει επίσης να λαμβάνονται υπόψη, κατά περίπτωση.
Τώρα, εξετάζοντας τα ιχνοστοιχεία στα αστέρια του ξενιστή, οι ερευνητές έχουν βρει ενδείξεις για το πώς εξελίσσονται οι κατοικήσιμες ζώνες και πώς τα επηρεάζουν επίσης αυτά τα στοιχεία. Για να προσδιορίσουν ποια στοιχεία είναι ένα αστέρι, οι επιστήμονες μελετούν τα μήκη κύματος του φωτός του. Αυτά τα ιχνοστοιχεία είναι βαρύτερα από τα αέρια υδρογόνου και ηλίου από τα οποία αποτελείται κυρίως το αστέρι. Οι μεταβολές στη σύνθεση αυτών των αστεριών πιστεύεται ότι επηρεάζουν τις κατοικήσιμες ζώνες γύρω τους.
Η μελέτη διεξήχθη από τον Patrick Young, θεωρητικό αστροφυσικό και αστροβιολόγο στο κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα. Ο Young και η ομάδα του παρουσίασαν τα ευρήματά τους στις 11 Ιανουαρίου 2012 στην ετήσια συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στο Ώστιν του Τέξας. Αυτός και οι συνάδελφοί του έχουν εξετάσει περισσότερα από εκατό νάνοι αστέρια μέχρι στιγμής.
Η αφθονία αυτών των στοιχείων μπορεί να επηρεάσει πόσο αδιαφανές είναι το πλάσμα ενός αστεριού. Το ασβέστιο, το νάτριο, το μαγνήσιο, το αλουμίνιο και το πυρίτιο έχουν επίσης μικρές αλλά σημαντικές επιδράσεις στην εξέλιξη ενός αστεριού - υψηλότερα επίπεδα τείνουν να έχουν ως αποτέλεσμα ψυχρότερα, πιο κόκκινα αστέρια. Όπως εξηγεί ο Young, «Η επιμονή των αστεριών ως σταθερών αντικειμένων βασίζεται στη θέρμανση του πλάσματος στο αστέρι με πυρηνική σύντηξη για την παραγωγή πίεσης που εξουδετερώνει την εσωτερική δύναμη της βαρύτητας. Μια υψηλότερη αδιαφάνεια παγιδεύει την ενέργεια της σύντηξης πιο αποτελεσματικά και οδηγεί σε μεγαλύτερη ακτίνα, πιο δροσερό αστέρι. Η πιο αποδοτική χρήση ενέργειας σημαίνει επίσης ότι η πυρηνική καύση μπορεί να προχωρήσει πιο αργά, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη διάρκεια ζωής για το αστέρι. "
Η διάρκεια ζωής της κατοικήσιμης ζώνης ενός αστεριού μπορεί επίσης να επηρεαστεί από ένα άλλο στοιχείο - το οξυγόνο. Ο Young συνεχίζει: «Η κατοικήσιμη διάρκεια ζωής σε τροχιά το μέγεθος της Γης γύρω από ένα αστέρι μίας ηλιακής μάζας είναι μόνο 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια για συνθέσεις με οξυγόνο, αλλά 8,5 δισεκατομμύρια χρόνια για αστέρια πλούσια σε οξυγόνο. Συγκριτικά, αναμένουμε ότι η Γη θα παραμείνει κατοικήσιμη για άλλα δισεκατομμύρια χρόνια περίπου, για περίπου 5,5 δισεκατομμύρια χρόνια συνολικά, πριν ο Ήλιος γίνει πολύ φωτεινός. Η περίπλοκη ζωή στη Γη προέκυψε περίπου 3,9 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τον σχηματισμό της, οπότε αν η Γη είναι καθόλου αντιπροσωπευτική, τα αστέρια χαμηλού οξυγόνου είναι ίσως λιγότερο από τους ιδανικούς στόχους.
Όπως και η κατοικήσιμη ζώνη, η σύνθεση ενός αστεριού μπορεί να καθορίσει την τελική σύνθεση οποιουδήποτε πλανήτη που σχηματίζεται. Οι αναλογίες άνθρακα-οξυγόνου και μαγνησίου-πυριτίου των αστεριών μπορούν να επηρεάσουν εάν ένας πλανήτης θα έχει ανόργανα άλατα από μαγνήσιο ή πυρίτιο όπως πυριτικό μαγνήσιο (MgSiO3), διοξείδιο του πυριτίου (SiO2), ορθοπυριτικό μαγνήσιο (Mg2SiO4) και οξείδιο του μαγνησίου (MgO ). Η σύνθεση ενός αστεριού μπορεί επίσης να παίξει ρόλο στο εάν ένας βραχώδης πλανήτης μπορεί να έχει βράχο με βάση άνθρακα αντί για βράχο με βάση το πυρίτιο όπως ο πλανήτης μας. Ακόμα και το εσωτερικό των πλανητών θα μπορούσε να επηρεαστεί, καθώς τα ραδιενεργά στοιχεία θα μπορούσαν να καθορίσουν εάν ένας πλανήτης έχει έναν λειωμένο πυρήνα ή έναν συμπαγή. Η τεκτονική των πλακών, που θεωρείται σημαντική για την εξέλιξη της ζωής στη Γη, εξαρτάται από ένα λιωμένο εσωτερικό.
Ο Young και η ομάδα του εξετάζουν τώρα 600 αστέρια, αυτά που ήδη στοχεύονται σε αναζητήσεις εξωπλανήτη. Σχεδιάζουν να δημιουργήσουν μια λίστα με τα 100 καλύτερα αστέρια που θα μπορούσαν να έχουν δυνητικά κατοικήσιμο πλανήτες.
