Ny forskning från Hubble Space Telescope och ESO: s Very Large Telescope dämpar en del av entusiasmen i jakten på livet. Iakttagelser från båda områdena tyder på att de råvaror som är nödvändiga för livet kan vara sällsynta i solsystem som är centrerade kring röda dvärgar.
Och om råvarorna inte finns, kan det betyda att många av de exoplaneter som vi har hittat i andra stjärnas bebyggda zoner bara inte är bebyggliga trots allt.
Från vår jordiska utsiktspunkt är det lätt att tro att de flesta stjärnor liknar vår sol. Det är stort och gult och ljust, och stjärnorna vi ser på natthimlen verkar oftast samma. Men det är en illusion. Faktum är att den vanligaste typen av stjärna är en röd dvärg.
Röda dvärgar är mindre och svalare än vår sol, och de utgör cirka 75% av stjärnorna i vår Vintergalax. Det betyder att cirka 75% av planeterna i Vintergatan kretsar runt röda dvärgar.
Och så långt som sökandet efter livet går, kan det vara ett stort problem.
För att förstå problemet med röda dvärgar och råvaror för livet, låt oss titta på vårt sol- och solsystem.
Stjärnor bildas från massiva gasmoln och molnmolekyler. När tyngdekraften går till arbetet samlas materialet i molnet. Så småningom, efter att tillräckligt med material samlas, blir densiteten och trycket så stort att fusionen antänds och en stjärna föds. Vilken stjärntyp som bildas beror på stjärnans initiala massa.
Oftast föds en röd dvärg i vår Vintergalax. Vid sällsynta tillfällen föds en stjärna som vår sol. Restmaterialet från molnet omger stjärnan som en protoplanetärisk skiva och bildar så småningom föremål som planeter, asteroider och kometer. Vad som händer därefter i solsystemet kan vara mycket beroende av typen av stjärna i mitten.
När tiden gick i vårt eget solsystem, bildades jorden och kyldes sedan. Det fanns ett överflöd av kometer och asteroider i vårt tidiga solsystem och de innehöll massor av vattenis och organiska föreningar. Under en lång tid kraschade många av dessa kometer på jorden och avsatte sitt vatten och kemikalier. De flesta forskare tror att det är här jorden fick mest av sitt vatten och den kemi som behövs för livet.
Frågan är: Händer detta i solsystem med röda dvärgar?
"Dessa observationer antyder att vattenbärande planeter kan vara sällsynta runt röda dvärgar ..."
Carol Grady från Eureka Scientific i Oakland, Kalifornien, medutredare för observationerna i Hubble.
I vårt solsystem är vår sol ganska stabil. Det blossar och avger koronala massmassor, men totalt sett är det relativt stabilt. Solen gjorde sin sak och planeterna och kometerna gjorde sin sak. Men röda dvärgar är olika.
De nya observationerna från Hubble och VLT för den röda dvärgen AU Microscopii visar något annat som händer. AU Micro är en mycket ung stjärna, bara 12 miljoner år gammal, vilket är mindre än 1% av solens ålder. Så vi tittar på en ung stjärna och solsystemet under de formativa åren. Och dessa observationer visar massiva jordklot av snabbt rörligt material som sveper genom det unga solsystemet.
Hittills har de sett sex av dessa materialklot, och de tappar snabbt bort skivan med gas och damm som omger den unga stjärnan. Enligt ett pressmeddelande fungerar dessa jordklot "som en snöplog genom att skjuta små partiklar - eventuellt innehållande vatten och andra flyktiga ämnen - ur systemet." Och det verkar hända snabbt. Observationerna visar att hela den protoplanetära skivan kunde försvinna på bara 1,5 miljoner år.
"Dessa observationer tyder på att vattenbärande planeter kan vara sällsynta runt röda dvärgar eftersom alla mindre kroppar som transporterar vatten och organiska ämnen sprängs ut när skivan grävs ut," förklarade Carol Grady från Eureka Scientific i Oakland, Kalifornien, medutredare på Hubble-observationer.
Om dessa jordklot rensar det unga solsystemet för vatten, kommer kometer inte att innehålla vattenis som så småningom kan krascha in i unga planeter, leverera vatten och hjälpa till att göra dem bebodda. Organiska kemikalier är också råa ingredienser för livet, och om de snabbt sopas bort, så var utsikterna för liv på planeter runt röda dvärgar bara en stor hit.
"Den snabba spridningen av disken är inte något jag hade förväntat mig."
Carol Grady från Eureka Scientific i Oakland, Kalifornien, medutredare för observationerna i Hubble.
"Den snabba spridningen av disken är inte något jag hade förväntat mig," sa Grady. ”Baserat på observationerna av skivor kring mer lysande stjärnor hade vi förväntat oss att skivor kring svagare röda dvärgstjärnor skulle ha en längre tidsperiod. I det här systemet kommer disken att försvinna innan stjärnan är 25 miljoner år gammal. ”
Forskare är ännu inte säkra vad klosterna är exakt och var de kom ifrån. Det uppenbara svaret är själva stjärnan, men forskare vet ännu inte vad förhållandet mellan AU Microscopii är. Men genom observationer har forskare lärt sig några saker om klumporna.
Klosterna rör sig med hastigheter mellan 14 500 km per timme (9 000 mph) och 43 500 km per timme (27 000 miles per timme), tillräckligt snabba för att undkomma stjärnans gravitationskopplingar. De sträcker sig för närvarande på avstånd från cirka 930 miljoner miles till mer än 5,5 miljarder miles från stjärnan.
"Dessa strukturer kan ge ledtrådar till mekanismerna som driver dessa klumpar."
Medutredare Glenn Schneider från Steward Observatory i Tucson, Arizona.
Klosterna har också struktur. En av dem har en svampformad mössa ovanför skivplanet och en slingstruktur under skivan. Dessa funktioner kan ge ledtrådar till vad som driver klumparna. "Dessa strukturer kan ge ledtrådar till mekanismerna som driver dessa klumpar," sa medundersökare Glenn Schneider från Steward Observatory i Tucson, Arizona.
AU Micro är väl placerad i utrymme för observation. Det är bara cirka 32 ljusår bort, i den södra konstellationen Microscopium. De flesta andra observerbara röda dvärgar med rätt förhållanden är mycket längre bort.
"AU Mic är idealiskt placerad," sa Schneider. ”Men det är bara ett av cirka tre eller fyra röda dvärgsystem med kända stjärnljusspridande skivor av circumstellar-skräp. De andra kända systemen är vanligtvis ungefär sex gånger längre bort, så det är utmanande att göra en detaljerad studie av typerna av funktioner på de diskar som vi ser i AU Mic. " Men för att bekräfta denna typ av klumpaktivitet i andra röda dvärgsystem är detaljerad studie av andra system väsentlig.
Några av observationerna från andra röda dvärgsystem har redan gjorts, och astronomer har identifierat liknande klumpaktivitet i dessa system.
"Det visar att AU Mic inte är unik," sa Grady. "I själva verket kan du hävda att eftersom det är ett av de närmaste systemen av denna typ, skulle det vara osannolikt att det skulle vara unikt."
Den typ av stjärna som bildas och förhållandena på skivan i ett solsystemets tidiga dagar verkar vara avgörande för livsbildningen. Om 75% av planeterna där ute kretsar röda dvärgar, och de röda dvärgarna släpper ut klipp som tar bort vatten och organiska kemikalier från solsystemet, så skulle alla steniga planeter där förbli torra och livlösa för alltid. Det är ganska dyster.
Men allt är inte dyster när det gäller sökandet efter livet. Vi förväntar oss att livet är sällsynt. Detta hjälper bara till att bekräfta det.
I alla fall finns det fortfarande de andra 25% av stjärnorna, och alla miljoner stjärnor som vår sol. Och vi vet om åtminstone en planet som, som Carl Sagan sa, "... krusas av livet."
Trots dessa nya observationer kan det fortfarande finnas andra. Bara inte runt röda dvärgar.
Källor:
- Pressmeddelande från Hubblesite: Unga planeter som kretsar runt röda dvärgar kan sakna ingredienser för livet
- Wikipedia-post: AU Microscopii
