Czerwone karły to najczęstszy typ gwiazd, jakie występują w kosmosie. Szacuje się, że 70% wszystkich gwiazd to właśnie czerwone karły. Liczba planet, które mogą krążyć wokół nich powoduje, że stają się potencjalnie dobrymi kandydatami, na których można szukać oznak życia pozaziemskiego.
Poprzednie badania nad planetami krążącymi wokół czerwonych karów sugerowały, że są one wystarczająco ciepłe, by mogło na nich powstać życie, ale mogą być także całkowicie wyschnięte, bez śladów wody. Według nowych badań, których wyniki opublikowano 12 listopada w The Astrophysical Journal Letters okazuje się, że planety te są na tyle wilgotne, by mogło na nich powstać życie. Jak wiadomo badania nad tym czy odległe światy mogą być nosicielami życia koncentrują się na zbadaniu, czy obiekt posiada wodę w stanie ciekłym, ponieważ tam gdzie istnieje życie na Ziemi, znajdziemy wodę, nawet kilometry pod powierzchnią. Naukowcy koncentrują się najczęściej na ekosferze, czyli takim miejscu wokół gwiazdy, gdzie istnieją odpowiednie warunki do powstania życia, czyli tam, gdzie nie jest ani za gorąco ani za zimno.
Czerwony karzeł, zwany także gwiazdą typu M to obiekt o masie ok. ⅕ masy Słońca i około 50 razy od niego mniejszy. Według danych z kosmicznego teleskopu Keplera wynika, że co najmniej połowa z odkrytych przezeń czerwonych karłów posiada skaliste planety o masach o połowy do ¼ masy Ziemi. Ostatnie wyniki badań sugerują, że planety krążące w ekosferze czerwonych karłów mogą gromadzić duże ilości wody. W rzeczywistości każda planeta może posiadać 25 razy więcej wody niż Ziemia.
Ekosfera wokół czerwonego karła znajduje się w odległości bliższej, niż krąży Merkury wokół Słońca, ponieważ gwiazdy te są znacznie słabsze od naszej dziennej gwiazdy. Taka bliskość sprawia, że planety są atrakcyjne dla astrobiologów, ponieważ krążąc wokół gwiazdy częściej przechodzą przed jej tarczą, dzięki czemu są łatwiejsze do wykrycia niż planety znajdujące się na dalszych orbitach. Jednakże jeżeli planeta krąży zbyt blisko swojej macierzystej gwiazdy, jej siły grawitacyjne będą powodować, że planeta będzie zwrócona cały czas tą samą stroną w kierunku gwiazdy, jak to ma miejsce w przypadku naszego Księżyca. W tym przypadku na jednej stronie planety cały czas panuje dzień a na drugiej - noc. Tak ekstremalne różnice temperatur mogą spowodować, że woda albo będzie zamarznięta albo wyparuje. Życie w postaci jaką znamy nie może występować na stronie dziennej takiej planety, choć dostarczane jest do niej światło słoneczne konieczne do zaistnienia fotosyntezy, bo nie ma tam wody służącej jako zaczątek życia.
Aby się przekonać jaka na prawdę może być “pływowo zablokowana” planeta nadająca się do zamieszkania, astronomowie opracowali globalny model klimatu planety w 3D, który symuluje zależność pomiędzy atmosferą, oceanem, lodowym morzem i lądem a także model 3D warstwy lodu na tyle dużej, by pokryć całe kontynenty. Symulowali także czerwonego karła o temperaturze około 1300oC i odkryli, że cała woda z planety krążącej wokół niego jest uwięziona po nocnej stronie. Najbliższa naszemu Słońcu gwiazda - Proxima Centauri jest czerwonym karłem ale nie jest pewne, czy posiada planety. Naukowcy przeprowadzili symulację planet o rozmiarach i ciężarze Ziemi, do których dociera od 63 do 77% światła słonecznego, jak to ma miejsce na naszej planecie. Modelowali także super-Ziemie, planety o masie 50% ziemskiej i posiadające 38% większą grawitację, ponieważ odnaleźli podobne super-Ziemie krążące wokół czerwonych karłów. Jednym z przykładów jest Gliese 667 Cb, super-Ziemia 4,5 razy masywniejsza od naszej planety, krążąca wokół czerwonego karła Gliese 667 C, leżącego w odległości około 22 lata świetlne od Słońca. Planeta krąży po takiej orbicie, że otrzymuje ⅔ ilości światła, jakie dociera do Ziemi.
Astronomowie przygotowali modele trzech różnych typów budowy tych planet. Jeden to wodny świat bez kontynentów i mających globalny ocean o różnych głębokościach. Drugim był świat, na którym po nocnej stronie był kontynent a dzienną zalewał ocean. Ostatni model przypominał Ziemię z jej kontynentami i oceanami. Planety posiadały atmosferę podobną do ziemskiej, ale naukowcy testowali też niższy poziom emisji gazów cieplarnianych, dwutlenku węgla, który wychwytuje gorąco i pozwala utrzymać ciepłotę planety. Odkryli, że istnienie super-Ziemi w całości pokrytej wodą i takiej, która posiada kontynenty jak Ziemia jest mało prawdopodobne, ponieważ woda będzie uwięziona po ich nocnej stronie. Dzieje się tak dlatego, że wiatry oceaniczne przenoszą ciepło ze strony dziennej na nocną. Ponadto odkryli, że jeżeli pokrywa kontynentalna obejmuje większość nocnej części planety to mogą ją pokrywać lodowce o grubości dochodzącej nawet do 1000 metrów.
Więcej informacji:
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
IOP science
Na zdjęciu: Prąd oceaniczny będzie transportował ciepło na nocną stronę pływowo zablokowanej planety. Źródło: Lynette Cook
Czy na planetach krążących wokół czerwonych karłów może istnieć życie?
