Potraga za izvanzemaljskim životom izvan našeg Sunčevog sustava trenutačno je usmjerena na ekstrasolarne planete unutar 'nastanjivih zona' egzoplanetarnih sustava oko zvijezda sličnih Suncu. Pronalaženje planeta sličnih Zemlji oko drugih zvijezda glavni je cilj NASA-ine Keplerove misije.
Stambena zona (HZ) oko zvijezde definira se kao raspon udaljenosti na kojima bi tekuća voda mogla postojati na površini zemaljskog planeta, s obzirom na dovoljno gustu atmosferu. Zemaljske planete općenito su definirane kao kamenite i slične Zemlji u veličini i masi. Ovdje je prikazana vizualizacija nastanjivih zona oko zvijezda različitih promjera, svjetline i temperature. Crvena regija je pretopla, plava regija je previše hladna, ali zelena je baš za tekuću vodu. Kako se to može opisati, HZ se naziva i "Zona zlatokosa".
Obično mislimo da su planete oko drugih zvijezda slične našem Sunčevom sustavu, gdje neka vrsta planeta kruži oko jedne zvijezde. Iako je teoretski moguće, znanstvenici su raspravljali hoće li se ikada naći planeti oko parova zvijezda ili višestrukih zvijezdanih sustava. Zatim su u rujnu 2011. godine istraživači u NASA-inoj misiji Kepler najavili otkriće Kepler-16b, hladnog, plinovitog planeta veličine Saturna koji orbitira oko par zvijezda, poput izmišljenog Tatooina Star Wars.
Ovog tjedna imao sam priliku intervjuirati jednog od mladih pušaka koji proučavaju egzoplanete, Billyja Quarlesa. U ponedjeljak su Billy i njegovi koautori, profesor Zdzislaw Musielak i vanredni profesor Manfred Cuntz, na sastanku AAS-a u Austinu u Teksasu, na sastanku AAS-a u Teksasu, Teksas, prezentirali svoja otkrića o mogućnostima planeta sličnih Zemlji unutar nastanjivih zona Keplera 16 i drugih okolinskih zvijezdanih sustava ,
"Da bismo odredili nastanjivu zonu, izračunavamo količinu fluksa koji pada na objekt na određenoj udaljenosti", objasnio je Billy. „Također smo uzeli u obzir da će različite planete s različitim atmosferama zadržavati toplinu različito. Planeta sa stvarno slabim efektom staklene bašte može biti bliža zvijezdama. Za planet s mnogo jačim efektom staklene bašte zona stanovanja bit će sve veća. "
„U našem posebnom istraživanju, planeta je u orbiti oko dvije zvijezde. Jedna od zvijezda je mnogo svjetlija od druge. Toliko svjetlije, da smo uopće zanemarili tok koji dolazi iz manjeg slabijeg zvijezde zvijezde. Dakle, naša definicija nastanjene zone u ovom slučaju je konzervativna procjena. "
Quarles i njegovi kolege proveli su opsežna numerička istraživanja o dugoročnoj stabilnosti planetarnih orbita unutar Keplera 16 HZ. "Stabilnost planetarne orbite ovisi o udaljenosti od binarnih zvijezda", rekao je Quarles. "Što su dalje, to su stabilnije što imaju manje poremećaja od sekundarne zvijezde."
Za sustav Kepler 16 planetarne orbite oko primarne zvijezde stabilne su samo do 0,0675 AU (astronomske jedinice). "To je unutar unutarnje granice stanovanja, gdje preuzima efekt bijelog staklenika", objasnio je Billy. To sve osim isključuje mogućnost useljenja planeta u bliskoj orbiti oko primarne zvijezde para. Otkrili su da su orbite u zoni Goldilocks, oko para zvijezda niske mase Keplera 16, stabilne u vremenskim razmjerima od milijun ili više godina, pružajući mogućnost da se život mogao razvijati na planeti unutar tog HZ-a.
Oko kružne orbite Keplera 16b, oko 65 milijuna milja od zvijezda, nalazi se na vanjskom rubu ove naseljene zone. Budući da je plinski div, 16b nije useljivi zemaljski planet. Međutim, zemaljski mjesec, a.s. Zlatokosa Mjesec, u orbiti oko ovog planeta mogao bi održati život da je dovoljno masivan da zadrži atmosferu sličnu Zemlji. "Utvrdili smo da je moguće živjeti egzoon u orbiti oko Keplera-16b", rekao je Quarles.
Quarlesa sam pitao kako evolucija zvijezda utječe na ove Zlatokonske zone. Rekao mi je: "Nekoliko je stvari potrebno razmotriti tokom vijeka trajanja sustava. Jedan od njih je i kako se zvijezda razvija s vremenom. U većini slučajeva naseljena zona započinje iz blizine, a zatim se polako ispušta. "
Tijekom glavnog vijeka zvijezde, nuklearno sagorijevanje vodika stvara helij u svojoj jezgri, uzrokujući porast tlaka i temperature. To se brže događa u zvijezdama koje su metalnije masivije i niže. Te promjene utječu na vanjske dijelove zvijezde, što rezultira stalnim porastom svjetlosti i efektivne temperature. Zvijezda postaje blistavija, zbog čega se HZ kreće prema van. Ovaj bi pokret mogao rezultirati da planet unutar HZ-a, na početku životnog vijeka glavne zvijezde, postane prevruće i, na kraju, neživi. Slično tome, neprimjetan planet koji je bio izvorno izvan HZ-a, može se otopiti i omogućiti život započeti.
„Za naše istraživanje zanemarili smo dio evolucije zvijezde“, rekao je glavni autor Quarles. "Mi smo upravljali našim modelima milijun godina da vidimo gdje se može nastaniti zona za taj dio životnog ciklusa zvijezde."
Biti na pravoj udaljenosti od svoje zvijezde samo je jedan od potrebnih uvjeta koji su potrebni da se planet nastani. Uvjeti stanovanja na planeti zahtijevaju različite geofizičke i geokemijske uvjete. Mnogi čimbenici mogu spriječiti ili spriječiti stanovanje. Na primjer, planeti može nedostajati voda, gravitacija može biti preniska da bi zadržala gustu atmosferu, stopa velikih utjecaja može biti previsoka ili minimalni sastojci potrebni za život (još uvijek raspravlja) ne moraju biti prisutni.
Jedno je jasno. Čak i uz sve životne uvjete kakve poznajemo, čini se da postoji puno planeta oko drugih zvijezda, i vrlo je vjerojatno, Mjeseci zlatokosa oko planeta, koji orbitiraju unutar naseljenih zona zvijezda u našoj galaksiji, a otkrivanje potpisa života u atmosferi planeta ili mjeseca oko drugog Sunca izgleda kao samo pitanje vremena.
