Tas ir labi zināms fakts, ka visām zvaigznēm ir mūža ilgums. Tas sākas ar viņu veidošanos, pēc tam turpinās caur viņu galvenās secības fāzi (kas veido viņu dzīves lielāko daļu), pirms beidzas ar nāvi. Vairumā gadījumu zvaigznes, uzbrūkot savas dzīves galvenās secības fāzei, palielināsies līdz pat vairākiem simtiem reižu nekā parasti, šajā laikā viņi, iespējams, patērēs visas planētas, kas ap tām riņķo.
Tomēr planētām, kas riņķo ap zvaigzni lielākos attālumos (pārsvarā ārpus sistēmas “Frost Line”), apstākļi faktiski varētu kļūt pietiekami silti, lai tie dzīvību uzturētu. Un saskaņā ar jaunajiem pētījumiem, kas nāk no Kārļa Sāgana institūta Kornellas universitātē, šī situācija dažām zvaigžņu sistēmām varētu ilgt miljardus gadu, radot pilnīgi jaunus ārpuszemes dzīves veidus!
Aptuveni 5,4 miljardu gadu laikā mūsu Saule iziet no savas galvenās secības fāzes. Kad benzīna degviela ir iztērēta, tās inertie hēlija pelni kļūs nestabili un sabruks zem sava svara. Tas izraisīs kodolu sasilšanu un blīvumu, kas savukārt izraisīs Saules lieluma palielināšanos un nonākšanu tā saucamā Sarkanās milzu filiāles (RGB) fāzē.
Šis periods sāksies ar to, ka mūsu saule kļūs par subgiant, kurā tās lēnām dubultosies aptuveni pusmiljarda gadu laikā. Tad nākamos pusmiljardu gadus viņš pavadīs, paplašinoties straujāk, līdz tas būs 200 reizes lielāks par tā pašreizējo lielumu un vairākus tūkstošus reižu gaišāks. Pēc tam tā oficiāli būs sarkanā milzu zvaigzne, galu galā izplešoties līdz vietai, kur tā pārsniedz Marsa orbītu.
Kā mēs izpētījām iepriekšējā rakstā, planēta Zeme neizdzīvos to, ka mūsu saule kļūs par Sarkano milzi - tāpat arī dzīvsudrabs, Venera vai Marss. Bet ārpus “Frost Line”, kur ir pietiekami auksts, ka gaistošie savienojumi - piemēram, ūdens, amonjaks, metāns, oglekļa dioksīds un oglekļa monoksīds - paliek sasalušā stāvoklī, pārējie gāzes giganti, ledus giganti un pundurplanētas izdzīvos . Ne tikai tas, bet arī masīvs atkusnis.
Īsāk sakot, kad zvaigzne izplešas, tā “apdzīvojamā zona”, iespējams, darīs to pašu, iekļaujot Jupitera un Saturna orbītas. Kad tas notiek, agrāk neapdzīvojamas vietas - piemēram, Jovian un Cronian pavadoņi - varētu pēkšņi kļūt apdzīvojamas. Tas pats attiecas uz daudzām citām Visuma zvaigznēm, kuras visas ir kļuvušas par sarkanajiem milžiem, tuvojoties mūža beigām.
Tomēr, kad mūsu saule sasniegs Sarkano milzu filiāles fāzi, sagaidāms, ka tai būs atlicis tikai 120 miljoni aktīvās dzīves gadu. Šis nav gluži pietiekams laiks, lai jaunas dzīvības formas parādītos, attīstītos un kļūtu patiesi sarežģītas (t.i., tāpat kā cilvēki un citas zīdītāju sugas). Bet saskaņā ar neseno pētījumu, kas parādījās Astrofizikas žurnāls - ar nosaukumu “Apdzīvojamā zona pēc galvenās secības zvaigznēm” - dažas planētas var būt spējīgas palikt apdzīvojamas ap citām mūsu Universa sarkanām milzu zvaigznēm daudz ilgāk - dažos gadījumos līdz 9 miljardiem gadu vai vairāk!
Raugoties perspektīvā, deviņi miljardi gadu ir gandrīz divreiz vairāk nekā pašreizējais Zemes vecums. Tātad, pieņemot, ka attiecīgajās pasaulēs ir arī pareizs elementu sajaukums, tām būs pietiekami daudz laika, lai radītu jaunas un sarežģītas dzīves formas. Pētījuma līdzautore, profesore Lisa Kaltennegeris ir arī Karla Saganas institūta direktore. Kā tāda viņa nav sveša dzīves meklējumos citās Visuma daļās. Kā viņa paskaidroja Space Magazine pa e-pastu:
“Mēs noskaidrojām, ka planētas - atkarībā no tā, cik liela ir viņu saule (jo mazāka zvaigzne, jo ilgāk planēta var palikt apdzīvojama) - var palikt jaukas un siltas līdz 9 miljardiem gadu. Tas vecu zvaigzni padara par interesantu dzīves dzīvesvietu. Tā varēja sākties virspusē (piemēram, sasalušā okeānā), un tad, kad ledus kūst, atmosfērā var izplūst gāzes, kuras dzīvība ieelpo un izelpo - tas ļauj astronomiem tās uzņemt kā dzīvības parakstus. Vai arī mazākajām zvaigznēm laiks, kad agrāk sasalusi planēta var būt jauka un silta, ir līdz 9 miljardiem gadu. Tādējādi dzīve tajā laikā potenciāli pat varētu sākties. ”
Izmantojot esošos zvaigžņu modeļus un to evolūciju - ti, viendimensiju radiācijas-konvekcijas klimata un zvaigžņu evolūcijas modeļus -, Kaltenegger un Ramirez pētījumiem spēja aprēķināt apdzīvojamo zonu (HZ) attālumus ap virkni post-main secību (pēc MS) zvaigznes. Ramses M. Ramirez - Karla Sāgana institūta zinātniskais līdzstrādnieks un galvenā darba autors - ar e-pasta starpniecību izskaidroja pētījumu procesu Space Magazine:
“Mēs izmantojām zvaigžņu evolūcijas modeļus, kas stāsta par to, kā zvaigžņu daudzumi, galvenokārt spilgtums, rādiuss un temperatūra, mainās laika gaitā, zvaigznei novecojot caur sarkano milzu fāzi. Mēs izmantojām arī klimata modeli, lai pēc tam aprēķinātu, cik daudz enerģijas katra zvaigzne izstaro uz apdzīvojamās zonas robežas. Zinot to un iepriekš minēto zvaigžņu spilgtumu, mēs varam aprēķināt attālumus līdz šīm apdzīvojamās zonas robežām. ”
Tajā pašā laikā viņi apsvēra, kā šāda veida zvaigžņu evolūcija varētu ietekmēt zvaigznes planētu atmosfēru. Zvaigznei paplašinoties, tā zaudē masu un saules vēja veidā to izstumj uz āru. Planētām, kuras riņķo ap zvaigzni, vai tām, kurām ir zems virsmas gravitācijas spēks, dažas vai visas atmosfēras tās var atrasties spridzinātas. No otras puses, planētas ar pietiekamu masu (vai novietotas drošā attālumā) varētu uzturēt lielāko daļu savas atmosfēras.
"Zvaigžņu vēji no šī masas zuduma iznīcina planētas atmosfēru, kuru mēs arī aprēķinām kā laika funkciju," sacīja Ramirezs. Tā kā zvaigzne zaudē masu, Saules sistēma saglabā leņķisko impulsu, virzoties uz āru. Tātad, mēs ņemam vērā arī to, kā laika gaitā orbītas pārvietojas. ” Izmantojot modeļus, kas apvienoja zvaigžņu un atmosfēras zudumu ātrumu Zvaigžņu sarkanās milzijas (RGB) un Asimptotiskās milzu zaru (AGB) fāzēs, viņi spēja noteikt, kā tas izpaudīsies planētām, kuru lielums svārstījās no virskārtas. Mēneši uz superzemēm.
Viņi atklāja, ka planēta var uzturēties pēc HS HZ vismaz trīs vai vairāk eonu, atkarībā no tā, cik karsta ir zvaigzne, un metāliskām vielām, kas ir līdzīgas mūsu saulei. Kā skaidroja Ramirezs:
“Galvenais rezultāts ir tāds, ka maksimālais laiks, kurā planēta var palikt šajā karsto zvaigžņu sarkanajā milzu apdzīvojamā zonā, ir 200 miljoni gadu. Mūsu stilīgākajai zvaigznei (M1) maksimālais laiks, kad planēta var uzturēties šajā sarkanajā milzu apdzīvojamā zonā, ir 9 miljardi gadu. Šajos rezultātos tiek pieņemts, ka metalizācijas līmeņi ir līdzīgi kā mūsu Saulei. Zvaigznei, kurai ir lielāks metālu procentuālais sastāvs, nemetālu (H, He..etc) sakausēšanai nepieciešams ilgāks laiks, un tāpēc šie maksimālie laiki var palielināties vēl nedaudz, līdz aptuveni divkāršotam koeficientam. ”
Saules sistēmas kontekstā tas varētu nozīmēt, ka dažu miljardu gadu laikā tādās pasaulēs kā Europa un Enceladus (par kurām jau tiek turēts aizdomās par dzīvību zem apledojušās virsmas) varētu rasties šāviens, lai kļūtu par pilntiesīgām apdzīvojamām pasaulēm. Kā Ramirezs skaisti rezumēja:
“Tas nozīmē, ka pēcapstrādes secība ir vēl viens potenciāli interesants zvaigžņu evolūcijas posms no apdzīvojamības viedokļa. Ilgi pēc tam, kad paplašinošā, augošā sarkanā milzu zvaigzne planētu iekšējo sistēmu ir pārvērtusi par brāzmainiem atkritumiem, tālāk no haosa varētu atrasties potenciāli apdzīvojamas mājvietas. Ja tās ir sasalušas pasaules, piemēram, Eiropa, ledus izkusīs, potenciāli atklājot jebkādu iepriekš pastāvošu dzīvi. Šādu iepriekš pastāvējušu dzīvi var noteikt nākamās misijas / teleskopi, kas meklē atmosfēras biosignālus.”
Bet, iespējams, visaizraujošākais pētījuma atklājums bija secinājums, ka planētas, kas riņķo ap zvaigznēm, kas atrodas apdzīvojamās zonās pēc MS, to darīs no attāluma, kas ļaus tās noteikt, izmantojot tiešās attēlveidošanas metodes. Tātad ne tikai tas, ka izredzes atrast dzīvi ap vecākām zvaigznēm ir labākas, nekā tika domāts iepriekš, mums nevajadzētu būt grūtībām tos pamanīt, izmantojot pašreizējās eksoplanētu medību metodes!
Ir arī vērts atzīmēt, ka Kaltenegers un Dr Ramirezs ir iesnieguši publicēšanai otro dokumentu, kurā ir 23 sarkano milzu zvaigžņu saraksts 100 gaismas gadu laikā no Zemes. Zinot, ka šīm zvaigznēm, kuras atrodas mūsu zvaigžņu apkārtnē, savās apdzīvojamās zonās varētu būt dzīvību uzturoša pasaule, nākamajos gados būtu jāsniedz papildu iespējas planētas medniekiem.
Un noteikti apskatiet šo video no Kornelcast, kur prof. Kaltenegger dalās ar to, kas iedvesmo viņas zinātnisko zinātkāri un kā Kornelas zinātnieki strādā, lai atrastu pierādījumus par ārpuszemes dzīvi.
