2014.12.09. - Élet hordozására alkalmatlanok lehetnek a vörös törpék bolygói

Kis tömegű csillagokhoz közel keringő bolygók az elsődleges célpontjai a Földön kívüli élet lehetséges helyszínei utáni kutatásnak. Egy új szimuláció szerint azonban talán mégsem annyira ígéretesek, mint eddig gondolták.

A Földön kívüli élet számára alkalmas helyszínek utáni kutatások elsődleges célpontjai az univerzumban legnagyobb számban előforduló kis tömegű csillagok körül a központi égitesthez közel keringő bolygók. A University of Washington két kutatójának új eredménye szerint azonban ezen bolygóknak egy része régen elveszthette az esélyét, hogy megfelelő feltételeket biztosítson bármilyen létformának. Az ok a kialakulásuk során elnyelt hatalmas mennyiségű energia hatásában keresendő.

Az M színképtípusú törpecsillagok kisebbek a Napnál és kevésbé fényesek is, így a lakhatósági zónájuk - az a térrész, ahol a víz hosszú ideig folyékony halmazállapotban lehet egy kőzetbolygó felszínén - közelebb húzódik hozzájuk, mint például a Nap esetében. A csillagokhoz közel keringő planétákat akár fotometriai (tranzit módszer), akár pedig spektroszkópiai (radiális sebesség mérése) úton sokkal könnyebb kimutatni, mint a távoli bolygókat, így valóban ezek az égitestek a legfontosabbak az élet kozmikus feltételeinek tanulmányozása szempontjából. Rodrigo Luger PhD-hallgató és Rory Barnes (University of Washington) azonban új számítógépes szimulációjuk eredményeként azt találták, hogy a kis tömegű csillagokhoz közel keringő bolygók egy része már a kialakulás során elveszthette a vízkészletét és a légkörét is, alkalmatlanná válva így az általunk elképzelt életformák hordozására.

Fantáziarajz egy M színképtípusú vörös törpéről és rendszeréről a körülötte keringő egyik kőzetbolygóról nézve.
[NASA/JPL]

Luger magyarázata szerint minden csillag óriási intersztelláris molekulafelhők kollapszusának eredményeként jön létre, a zsugorodás közben felszabaduló gravitációs potenciális energia egy részét különböző hullámhosszúságú sugárzások formájában kibocsátva. A kis tömegű M színképtípusú törpék esetében az alacsony gravitáció miatt ez a folyamat akár több száz millió évig is eltarthat. A bolygók maradék anyagból történő kialakulása azonban mintegy 10 millió éven belül megtörténik, azaz a planéták a születésük utáni első időszakot még a formálódó csillag extrém sugárözönében élik. Ez pedig nem jó a lakhatósági feltételek szempontjából, hiszen a felszíni hőmérséklet a több ezer fokot is meghaladhatja, így a bolygóra került összes víz elpárolog, a légkör pedig valóságos gőzkazánná válik, már ha a vörös törpe nagyon intenzív röntgen- és ultraibolya sugárzása által okozott gyors tágulás miatt nem párolgott teljes egészében az űrbe. Az M törpék lakhatósági zónájában keringő bolygók közül tehát sok még azelőtt teljesen kiszáradhatott, hogy a megfelelő feltételek kialakulhattak volna rajta.

Ha a légkör egy része meg is marad, Luger és Barnes szerint egy további hatást akkor is figyelembe kell venni. Az ultraibolya sugárzás ugyanis disszociálja a vízmolekulákat, a könnyű hidrogén pedig a világűrbe szökhet, és csak a nehezebb oxigén marad vissza. Mint saját példánk is mutatja, az oxigén egyértelműen szükséges az élet fennmaradásához, kialakulását azonban gátolhatja, ha túl nagy mennyiségben van jelen. Barnes szerint ez a hosszan elhúzódó üvegházhatás oxigénnel telített hatalmas légkört hozhat létre, amely tízszer sűrűbb lehet a Vénuszénál. Az oxigént a Földön kívüli élet biomarkerének tekintik, ezért ha nagy mennyiségben keletkezhet nem biológiai úton is, az gondot okozhat az asztrobiológiai kutatásokban. Luger "délibáb Földek"-nek nevezte el ezeket a planétákat, mivel az oxigén miatt messziről úgy néznek ki, mint az anyabolygónk, közelebbről megvizsgálva azonban kiderül, hogy egyáltalán nincs rajtuk víz.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrobiology c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• ScienceDaily 2014.12.03.