Poszukując nowej Ziemi
Większość gwiazd w Drodze Mlecznej nie jest jednak taka jak Słońce, które samotnie krąży w przestrzeni kosmicznej. Zamiast tego, aż 85 procent gwiazd może posiadać co najmniej jednego, zamkniętego na wspólnej orbicie towarzysza.
To oczywiście komplikuje poszukiwania życia, ponieważ potencjalne możliwości zamieszkania są łatwiejsze do oceny w przypadku pojedynczych gwiazd. Binarni towarzysze przynoszą dodatkowe oddziaływania grawitacyjne i gwiezdne promieniowanie, które mogą nieźle namieszać w życiu mikrobów próbujących wydostać się z pierwotnego mułu.
Kilka lat temu astrofizyk Siegfried Egg, który obecnie pracuje na Uniwersytecie Illinois i Uniwersytecie Waszyngtona, opracował analityczne ramy dla wyznaczania zamieszkiwalnych stref dla gwiazd podwójnych, biorąc pod uwagę te dodatkowe komplikacje.
Teraz on i jego koledzy, Nikolaos Georgakarakos i Ian Dobbs-Dixon z Uniwersytetu New York Abu Dhabi w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, zastosowali te ramy do znanych układów podwójnych goszczących olbrzymie egzoplanety.
"Wykorzystaliśmy dane zebrane przez sondę kosmiczną Kepler, takie jak masa i jasność gwiazd, położenie olbrzymiej planety oraz inne parametry, by stworzyć metodologię identyfikacji układów z dwoma słońcami, które mogą gościć nadające się do zamieszkania planety podobne do Ziemi" – wyjaśnił Eggl.
Dziewięć układów, które badał zespół, zostało zidentyfikowanych przez misję Kepler: Kepler-16, Kepler-34, Kepler-35, Kepler-38, Kepler-64, Kepler-413, Kepler-453, Kepler-1647 i Kepler-1661. Wszystkie te układy zostały przeanalizowane przez zespół przy użyciu równań, a nie symulacji, które są znacznie bardziej czasochłonne.
"Jest to metoda analityczna, która nie wymaga prawie żadnego wysiłku obliczeniowego.Są pewne części, które wykorzystują modele numeryczne do wprowadzania informacji, takich jak sposób, w jaki atmosfera oddziałuje na różne ilości i widma światła słonecznego. Jest to naprawdę trudne do obliczenia analitycznego, więc użyliśmy do tego wstępnie obliczonych modeli atmosferycznych" – powiedział Eggl – "Korzyścią płynącą z naszego podejścia jest to, że każdy może wziąć nasze równania i zastosować je do innych systemów, aby określić, gdzie najlepiej szukać światów podobnych do Ziemi".
Spośród dziewięciu systemów dwa zostały zidentyfikowane jako szczególnie paskudne. Kepler-16 i Kepler-1647 goszczą olbrzymie planety zbyt źle ustawione, aby stworzyć stabilną strefę zamieszkiwalną – jest to region, w którym egzoplanety nie są tak blisko gwiazdy, że woda powierzchniowa wyparowuje, ani tak daleko, że całkowicie zamarza.
Tam może (za)istnieć życie
Jednak pięć z tych układów może rzeczywiście posiadać światy nadające się do zamieszkania: Kepler-34, Kepler-35, Kepler-38, Kepler-64 i Kepler-413, przy czym Kepler-38 jest szczególnie obiecujący.
Mimo to, warunki do zamieszkania na każdej planecie z dwoma Słońcami wymagają skomplikowanego balansowania.
"Jeśli planeta zbliży się zbytnio do swojego słońca, jej oceany mogą się zagotować. Jeśli planeta jest zbyt daleko, lub nawet poza układem, woda na jej powierzchni ostatecznie zamarznie, podobnie jak sama atmosfera i CO2, który tworzy sezonowe czapy polarne na Marsie" – wyjaśnił Eggl – "Kiedy już potwierdzimy, że potencjalnie nadająca się do zamieszkania planeta znajduje się na stabilnej orbicie, możemy przystąpić do badania ilości promieniowania poprzez modelowanie ewolucji gwiazd i orbit planetarnych."
Dzięki Keplerowi, czyli emerytowanemu teleskopowi do polowania na egzoplanety wiemy, że mogą one faktycznie tworzyć się w układach podwójnych gwiazd, nawet z dodatkowymi perturbacjami grawitacyjnymi. Praca zespołu naukowców pokazuje, że takie egzoplanety również mogą nadawać się do zamieszkania.
Podczas poszukiwania egzoplanet, które mogłyby być siedliskiem życia, pożądane jest zastosowanie szerokiej siatki - ale nie wtedy, gdy ta szeroka siatka będzie łapać układy, o których wiemy, że są niegościnne. To nowe odkrycie może pomóc zdefiniować parametry dla przyszłych prac w poszukiwaniu życia poza naszą własną plamką w kosmosie.
Badania te zostały opublikowane w czasopiśmie “Frontiers in Astronomy and Space Sciences”.
