Nový výzkum z Hubbleova vesmírného dalekohledu a ESO Velmi velký dalekohled tlumí část nadšení při hledání života. Pozorování oběma „skopy“ naznačují, že suroviny nezbytné pro život mohou být ve slunečních soustavách soustředěných kolem červených trpaslíků vzácné.
A pokud tam suroviny nejsou, může to znamenat, že mnohé z exoplanet, které jsme našli v obyvatelných zónách jiných hvězd, prostě nejsou obyvatelné.
Z našeho pozemského úhlu pohledu je snadné si myslet, že většina hvězd je hodně podobná našemu Slunci. Je velký, žlutý a jasný a hvězdy, které vidíme na noční obloze, většinou vypadají stejně. Ale to je iluze. Ve skutečnosti je nejběžnějším typem hvězdy a červený trpaslík .
Červení trpaslíci jsou menší a chladnější než naše Slunce a tvoří asi 75 % hvězd v naší galaxii Mléčná dráha. To znamená, že asi 75 % planet v Mléčné dráze obíhá kolem červených trpaslíků.
A pokud jde o hledání života, může to být velký problém.
Umělecký dojem z červeného trpaslíka AU Microscopii (AU Mic.) Kredit snímku: NASA/ESA/G. slanina (STScI)
Abychom pochopili problém s červenými trpaslíky a surovinami pro život, podívejme se na naše Slunce a sluneční soustavu.
Hvězdy vznikají z masivních mračen plynu a prachu tzv molekulární mraky . Jak gravitace funguje, materiál se shromažďuje ve středu mraku. Nakonec, když se nashromáždí dostatek materiálu, hustota a tlak se tak zvětší, že dojde k zapálení fúze a zrodí se hvězda. Typ hvězdy, která se tvoří, závisí na počáteční hmotnosti hvězdy.
Většinu času se v naší galaxii Mléčná dráha rodí červený trpaslík. Ve vzácných případech se zrodí hvězda jako naše Slunce. Zbytkový materiál z oblaku obklopuje hvězdu jako a protoplanetární disk a nakonec tvoří objekty jako planety, asteroidy a komety. To, co se ve sluneční soustavě stane dál, může velmi záviset na typu hvězdy ve středu.
Ilustrace protoplanetárního disku. Planety splývají ze zbývajícího molekulárního mračna, ze kterého hvězda vznikla. Uvnitř tohoto akrečního disku ležely základní prvky nezbytné pro vznik planety a potenciální život. Poděkování: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC) – únor 2005
Jak šel čas v naší vlastní Sluneční soustavě, Země se formovala a poté ochlazovala. V naší rané Sluneční soustavě bylo množství komet a asteroidů, které obsahovaly spoustu vodního ledu a organických sloučenin. Během dlouhého období se mnoho z těchto komet zřítilo na Zemi a uložilo vodu a chemikálie. Většina vědců věří, že právě odtud Země získává většinu vody a chemie potřebné pro život.
Otázka zní: Stává se to ve slunečních soustavách červených trpaslíků?
Carol Grady z Eureka Scientific v Oaklandu v Kalifornii, spoluřešitelka pozorování HST.
'Tato pozorování naznačují, že planety nesoucí vodu mohou být kolem červených trpaslíků vzácné...'
V naší sluneční soustavě je naše Slunce docela stabilní. Vzplane a vyzařuje výrony koronální hmoty , ale celkově je relativně stabilní. Slunce udělalo své a planety a komety své. Ale červení trpaslíci jsou jiní.
Nová pozorování z HST a VLT červeného trpaslíka AU Microscopii ukazují, že se děje něco jiného. AU Micro je velmi mladá hvězda, stará pouhých 12 milionů let, což je méně než 1 % stáří Slunce. Takže se díváme na mladou hvězdu a sluneční soustavu v letech jejího vzniku. A tato pozorování ukazují masivní koule rychle se pohybujícího materiálu, které se prohánějí mladou sluneční soustavou.
Dva snímky z dalekohledu ukazují, jak daleko se hmota posunula za šest let. Kredit obrázku:
NASA , TENTO , J. Wisniewski (University of Oklahoma), C. Grady (Eureka Scientific) a G. Schneider (Steward Observatory)
Zatím viděli šest těchto koulí materiálu a rychle erodují disk plynu a prachu obklopující mladou hvězdu. Podle a tisková zpráva Tyto koule 'fungují jako sněhový pluh tím, že vytlačují malé částice - pravděpodobně obsahující vodu a další těkavé látky - ze systému.' A zdá se, že se to děje rychle. Pozorování ukazují, že celý protoplanetární disk by mohl zmizet za pouhých 1,5 milionu let.
„Tato pozorování naznačují, že planety obsahující vodu mohou být kolem červených trpaslíků vzácné, protože všechna menší tělesa přenášející vodu a organické látky jsou při vykopávání disku vyfouknuta,“ vysvětlila Carol Gradyová z Eureka Scientific v Oaklandu v Kalifornii, spoluřešitelka projektu. Hubbleova pozorování.
Pokud tyto koule čistí mladou sluneční soustavu od vody, pak komety nebudou obsahovat vodní led, který by nakonec mohl narazit na mladé planety, dodávat vodu a pomáhat je učinit obyvatelnými. Organické chemikálie jsou také surovinami pro život, a pokud jsou rychle smeteny, vyhlídky na život na planetách kolem červených trpaslíků právě dostaly velký zásah.
Carol Grady z Eureka Scientific v Oaklandu v Kalifornii, spoluřešitelka pozorování HST.
'Rychlý rozptyl disku není něco, co bych očekával.'
'Rychlý rozptyl disku není něco, co bych očekával,' řekl Grady. 'Na základě pozorování disků kolem zářivějších hvězd jsme očekávali, že disky kolem slabších červených trpaslíků budou mít delší časové rozpětí. V tomto systému bude disk pryč dříve, než bude hvězda stará 25 milionů let.“
Vědci si zatím nejsou jistí, co přesně ty kuličky jsou a odkud pocházejí. Jasnou odpovědí je samotná hvězda, ale vědci si ještě nejsou jisti, jaký je vztah mezi AU Microscopii. Ale prostřednictvím pozorování se vědci o kapkách dozvěděli několik věcí.
Rámeček na obrázku vlevo zvýrazňuje jeden blob materiálu přesahující nad a pod disk. Hubbleův kosmický teleskopický Imaging Spectrograph (STIS) pořídil snímek v roce 2018. Detailní snímek STIS vpravo poprvé odhaluje detaily v blobby materiálu, včetně struktury podobné smyčce a čepice ve tvaru houby. Kredit obrázku:
NASA , TENTO , J. Wisniewski (University of Oklahoma), C. Grady (Eureka Scientific) a G. Schneider (Steward Observatory)
Kuličky se pohybují rychlostí mezi 14 500 km za hodinu (9 000 mph) a 43 500 km za hodinu (27 000 mil za hodinu), dostatečně rychle na to, aby unikly gravitačním spojkám hvězdy. V současnosti se pohybují ve vzdálenosti od zhruba 930 milionů mil do více než 5,5 miliardy mil od hvězdy.
'Tyto struktury by mohly poskytnout vodítka k mechanismům, které pohánějí tyto kapky.'
Spoluřešitel Glenn Schneider ze Steward Observatory v Tucsonu v Arizoně.
Kapky mají také strukturu. Jeden z nich má čepici ve tvaru houby nad rovinou disku a smyčkovou strukturu pod diskem. Tyto funkce mohou poskytnout vodítka k tomu, co pohání kuličky. 'Tyto struktury by mohly poskytnout vodítka k mechanismům, které pohánějí tyto kapky,' řekl spoluřešitel Glenn Schneider ze Steward Observatory v Tucsonu v Arizoně.
U mikrofonu je dobře umístěn v prostoru pro pozorování. Je to jen asi 32 světelných let daleko, v jižním souhvězdí Microscopium. Většina ostatních pozorovatelných červených trpaslíků se správnými podmínkami je mnohem dále.
'AU Mic je ideálně umístěn,' řekl Schneider. 'Ale je to jen jeden z asi tří nebo čtyř systémů červených trpaslíků se známými disky cirkumstelárních trosek rozptylujících světlo hvězd.' Ostatní známé systémy jsou obvykle asi šestkrát dále, takže je náročné provést podrobnou studii typů funkcí na těchto discích, které vidíme v AU Mic. Ale pro potvrzení tohoto typu aktivity blob v jiných systémech červených trpaslíků je nezbytná podrobná studie jiných systémů.
Některá z pozorování jiných systémů červených trpaslíků již byla provedena a astronomové v těchto systémech identifikovali podobnou aktivitu kapek.
'Ukazuje to, že AU Mic není jedinečný,' řekl Grady. 'Ve skutečnosti byste mohli namítnout, že protože je to jeden z nejbližších systémů tohoto typu, je nepravděpodobné, že by byl jedinečný.'
Typ hvězdy, která se tvoří, a podmínky na disku v prvních dnech sluneční soustavy se zdají být rozhodující pro vznik života. Pokud 75 % planet tam venku obíhá červení trpaslíci a tito červení trpaslíci vyzařují kapky, které odstraňují vodu a organické chemikálie ze sluneční soustavy, pak by všechny kamenné planety zůstaly suché a bez života navždy. To je dost ponuré.
Ale při hledání života není vše bezútěšné. Očekáváme, že život bude vzácný. To jen pomáhá potvrdit to.
V každém případě stále existuje zbývajících 25 % hvězd a všechny miliony hvězd, jako je naše Slunce. A víme alespoň o jedné planetě, která, jak řekl Carl Sagan, je „...zvlněná životem“.
Navzdory těmto novým pozorováním mohou existovat další. Jen ne kolem červených trpaslíků.
Prameny:
- Tisková zpráva Hubblesite: Mladým planetám obíhajícím kolem červených trpaslíků mohou chybět ingredience pro život
- Vstup na Wikipedii: AU Microscopii