Este un fapt binecunoscut că toate stelele au o durată de viață. Aceasta începe cu formarea lor, apoi continuă prin faza lor de secvență principală (care constituie majoritatea vieții lor) înainte de a sfârși în moarte. În cele mai multe cazuri, stelele se vor umfla până la câteva sute de ori dimensiunea lor normală, când vor ieși din faza Secvenței principale a vieții lor, timp în care probabil vor consuma orice planete care le orbitează îndeaproape.
Cu toate acestea, pentru planetele care orbitează steaua la distanțe mai mari (în afară de „Linia de îngheț” a sistemului, în esență), condițiile ar putea deveni suficient de calde pentru ca acestea să susțină viața. Și conform noilor cercetări care provin de la Institutul Carl Sagan de la Universitatea Cornell, această situație ar putea dura câteva sisteme stelare în miliarde de ani, dând naștere unor forme complet noi de viață extraterestră!
În aproximativ 5,4 miliarde de ani de acum, Soarele nostru va ieși din faza de secvență principală. După ce a epuizat combustibilul cu hidrogen în nucleul său, cenușa de heliu inert care s-a acumulat acolo va deveni instabilă și se va prăbuși sub propria greutate. Acest lucru va face ca miezul să se încălzească și să devină mai dens, ceea ce, la rândul său, va face ca Soarele să crească în dimensiune și să intre în ceea ce este cunoscut sub numele de fază Giant Roșu-Ramură (RGB) a evoluției sale.
Această perioadă va începe cu Soarele nostru devenind un subgiant, în care se va dubla lent ca mărime pe parcursul a aproximativ o jumătate de miliard de ani. Va petrece apoi următoarea jumătate de miliard de ani extinzându-se mai rapid, până când este de 200 de ori dimensiunea sa actuală și de câteva mii de ori mai luminos. Va fi apoi oficial o stea uriașă roșie, care se va extinde până la punctul de a ajunge dincolo de orbita lui Marte.
Așa cum am explorat într-un articol anterior, planeta Pământ nu va supraviețui Soarelui nostru devenind Giant Roșu - nici Mercur, Venus sau Marte. Însă dincolo de „linia de îngheț”, unde este suficient de rece, compușii volatili - cum ar fi apa, amoniacul, metanul, dioxidul de carbon și monoxidul de carbon - rămân într-o stare înghețată, rămân giganții de gaz, giganții de gheață și planetele pitice. . Nu numai asta, ci se va decongela un masiv.
Pe scurt, când steaua se va extinde, „zona ei locuibilă” va face probabil la fel, cuprinzând orbitele lui Jupiter și Saturn. Când se va întâmpla acest lucru, locurile anterior nelocuite - cum ar fi lunile joviene și coroniene - ar putea deveni brusc locuibile. Același lucru este valabil și pentru multe alte stele din Univers, toate fiind destinate să devină Giganți Roșii în timp ce se apropie de sfârșitul vieții lor.
Cu toate acestea, când Soarele nostru ajunge în faza Ramurii Gigantului Roșu, se așteaptă doar 120 de milioane de ani de viață activă. Nu este suficient timp pentru ca formele de viață noi să apară, să evolueze și să devină cu adevărat complexe (adică ca oamenii și alte specii de mamifere). Dar, potrivit unui studiu de cercetare recent apărut în Jurnalul Astrofizic - intitulat „Zona habitabilă a stelelor post-principale de secvență” - unele planete pot fi capabile să rămână locuibile în jurul altor stele uriașe roșii din Universul nostru mult mai mult - până la 9 miliarde de ani sau mai mult în unele cazuri!
Pentru a pune asta în perspectivă, nouă miliarde de ani este aproape de dublul vârstei actuale a Pământului. Prin urmare, presupunând că lumile în cauză au și amestecul potrivit de elemente, vor avea timp suficient pentru a da naștere unor forme de viață noi și complexe. Co-autorul studiului, profesoara Lisa Kaltennegeris, este, de asemenea, directorul Institutului Carl Sagan. Ca atare, nu este străină să-și caute viața în alte părți ale Universului. După cum a explicat pentru Space Magazine prin e-mail:
„Am descoperit că planetele - în funcție de cât de mare este Soarele lor (cu cât steaua este mai mică, cu atât mai multă planetă poate rămâne locuibilă) - poate rămâne frumos și cald până la 9 miliarde de ani. Asta face ca o stea veche să fie un loc interesant pentru a căuta viața. Ar fi putut începe sub-suprafața (de exemplu, într-un ocean înghețat) și apoi când gheața se topește, gazele pe care viața respiră în interior și în afară pot scăpa în atmosferă - ceea ce le permite astronomilor să le ridice ca semnături ale vieții. Sau pentru cele mai mici stele, perioada în care o planetă fostă înghețată poate fi drăguță și caldă este de până la 9 miliarde de ani. Astfel, viața ar putea chiar să înceapă în acea perioadă. ”
Folosind modelele existente de stele și evoluția lor - adică unidimensionale radiativ-convective climat și modele evolutive stelare - pentru studiul lor, Kaltenegger și Ramirez au putut calcula distanțele zonelor locuibile (HZ) în jurul unei serii de secvențe post-principale. (post-MS) stele. Ramses M. Ramirez - asociat de cercetare la Institutul Carl Sagan și autorul principal al lucrării - a explicat procesul de cercetare către Space Magazine prin e-mail:
„Am folosit modele evolutive stelare care ne spun cum cantitățile stelare, în principal luminozitatea, raza și temperatura se schimbă toate odată cu trecerea stelei prin faza uriașă roșie. De asemenea, am folosit un model climatic pentru a calcula cât de multă energie produce fiecare stea la limitele zonei locuibile. Cunoscând acest lucru și luminozitatea stelară menționată mai sus, putem calcula distanțele până la aceste granițe de zonă locuibile. ”
În același timp, ei au considerat modul în care acest tip de evoluție stelară ar putea afecta atmosfera planetelor stelei. Pe măsură ce o stea se extinde, ea pierde din masă și o expulzează spre exterior sub formă de vânt solar. Pentru planetele care orbitează aproape de o stea sau cele care au o greutate redusă la suprafață, pot găsi o parte sau toate atmosferele distruse. Pe de altă parte, planetele cu masă suficientă (sau poziționate la o distanță sigură) ar putea menține majoritatea atmosferelor lor.
„Vânturile stelare din această pierdere în masă erodează atmosfera planetară, pe care o calculăm și în funcție de timp”, a spus Ramirez. „Pe măsură ce steaua pierde din masă, sistemul solar păstrează impulsul unghiular mișcându-se spre exterior. Deci, luăm în considerare și modul în care orbitele se mișcă cu timpul. " Folosind modele care au încorporat rata pierderilor stelare și atmosferice în fazele stelelor de la Ramul Gigantului Roșu (RGB) și ale Ramei Asimptotice (AGB), au reușit să stabilească modul în care acest lucru se va juca pentru planetele care variau ca mărime de la super- Lunile către super-Pământuri.
Ceea ce au descoperit a fost că o planetă poate rămâne într-un post-HS HZ pentru eoni sau mai mult, în funcție de cât de cald este steaua și de a calcula metalicitățile care sunt similare cu cele ale Soarelui nostru. După cum a explicat Ramirez:
„Rezultatul principal este că perioada maximă pe care o planetă poate rămâne în această zonă uriașă uriașă de stele fierbinți este de 200 de milioane de ani. Pentru steaua noastră cea mai tare (M1), timpul maxim pe care o planetă poate sta în această zonă locuibilă a uriașului roșu este de 9 miliarde de ani. Aceste rezultate presupun niveluri de metalicitate similare cu cele ale Soarelui nostru. O stea cu un procent mai mare de metale durează mai mult pentru a fuziona non-metalele (H, He..etc) și astfel aceste perioade maxime pot crește ceva mai mult, până la aproximativ un factor de două. "
În contextul sistemului nostru solar, acest lucru ar putea însemna că, în câteva miliarde de ani, lumi precum Europa și Enceladus (care sunt deja suspectate că ar avea viață sub suprafețele lor gheață) ar putea obține o lovitură de a deveni lumi locuibile cu drepturi depline. După cum a rezumat frumos Ramirez:
„Aceasta înseamnă că secvența post-principală este o altă fază potențial interesantă a evoluției stelare din punct de vedere al locuinței. Mult timp după ce sistemul interior al planetelor a fost transformat în pământuri pustii prin stea uriașă roșie în expansiune, în creștere, ar putea exista locuințe potențial locuibile mai departe de haos. Dacă sunt lumi înghețate, precum Europa, gheața s-ar topi, ar putea dezvălui orice viață preexistentă. O astfel de viață preexistentă poate fi detectată de viitoarele misiuni / telescoape în căutarea biosemnaturilor atmosferice.”
Dar poate cea mai interesantă decolare din studiul lor de cercetare a fost concluzia lor că planetele care orbitează în zonele locuibile de după stele lor din stea lor ar face acest lucru la distanțe care să le facă detectabile folosind tehnici de imagistică directă. Așadar, nu numai că șansele de a găsi viața în jurul stelelor mai vechi sunt mai bune decât se credea, ar trebui să nu avem probleme în a le detecta folosind tehnicile actuale de vânătoare a exoplanetelor!
De remarcat, de asemenea, că Kaltenegger și Dr. Ramirez au trimis o a doua lucrare pentru publicare, în care furnizează o listă de 23 de stele uriașe roșii în termen de 100 de ani lumină de Pământ. Știind că aceste stele, care se află în cartierul nostru stelar, ar putea avea lumi care să susțină viața în zonele lor locuibile, ar trebui să ofere oportunități suplimentare vânătorilor de planete în următorii ani.
Și asigurați-vă că vedeți acest videoclip de la Cornellcast, unde prof. Kaltenegger împărtășește ceea ce îi inspiră curiozitatea științifică și modul în care oamenii de știință Cornell lucrează pentru a găsi dovada vieții extraterestre.
