Welche Sterne haben am ehesten bewohnbare Planeten? Eine neue Studie legt nahe, dass K-Sterne - zwischen den dunkelsten roten Zwergen des M-Typs und sonnenähnlichen Sternen - den Sweet Spot für das Leben darstellen könnten.
Künstlerkonzept des Super-Erd-Exoplaneten Kepler-62f, der einen K-Stern umkreist. Solche Welten könnten zu den am ehesten lebenden gehören. Bild über Ames Research Center / JPL-Caltech / Tim Pyle.
Astronomen haben mehr als 4.000 Exoplaneten entdeckt - darunter auch einige, die es sind möglicherweise bewohnbar - in den vergangenen Jahren. Sie haben Exoplaneten gefunden, die Sterne umkreisen, ähnlich wie unsere eigene Sonne. Und sie haben festgestellt, dass sie nicht sonnenähnliche Sterne umkreisen, zum Beispiel kleine, kühle rote Zwerge. Die Suche nach Planeten, die das Leben unterstützen könnten, ist eines der wichtigsten und aufregendsten Ziele der Planetenjagd. Und so wollen Astronomen es wissen welche sterne sind die wahrscheinlichsten bewohnbaren Planeten.
Diese Sterne können als gedacht werden Goldlöckchen Sterne das sind genau richtig - zumindest in gewisser Weise - für potenziell lebenserhaltende Planeten. Der Spitzname erinnert an die Goldilocks-Zone oder die bewohnbare Zone, die Region um einen Stern, in der die Temperaturen auf einem felsigen Planeten flüssiges Wasser zulassen.
Eine neue Peer-Review-Studie, veröffentlicht in Die astrophysikalischen Zeitschriftenbriefe am 6. März 2019 könnte dazu beitragen, die Suche nach Goldlöckchen-Sternen einzugrenzen. Die Studie stammt von Giada Arney vom Goddard Space Flight Center der NASA.
Überraschenderweise sind laut Arneys Studie die besten Sterne möglicherweise nicht diejenigen wie unsere Sonne. Stattdessen könnten K-Sterne - dunkler als unsere Sonne, aber heller als rote Zwerge vom Typ M - die idealen Kandidaten sein. K-Sterne können 17 bis 70 Milliarden Jahre lang leben, viel länger als sonnenähnliche Sterne, die nur etwa 10 Milliarden Jahre lang auf die Hauptsequenz scheinen. Die längere Lebensdauer eines K-Sterns würde dem Leben auf einem umlaufenden Planeten mehr Zeit geben, sich zu entwickeln, falls es jemals begonnen hätte.
K-Sterne sind auch in ihrer Jugend weniger aktiv und haben weniger extreme Sonneneruptionen, die jedes Leben auf einem jungen Planeten auslöschen könnten. Im Gegensatz dazu sind kleine rote Zwerge vom Typ M intensiver aktiv. Ein Leben, das auf einem Planeten beginnt, der einen M-Stern umkreist, müsste einen Weg finden, in einer extremen Umgebung zu überleben.
Das Morgan-Keenan-Sternenklassifizierungssystem. Unsere Sonne ist ein gelber G-Stern. Bild über das Las Cumbres Observatorium.
Arney wies darauf hin, dass M-Sterne einige Vorteile haben. Sie sind die häufigste Art von Sternen und leben von der Hauptsequenz mehr als eine Billion Jahre. Ihre Sonneneruptionsaktivität ist jedoch problematisch, insbesondere in ihrer Jugend. Sie haben auch mehr Energie, wenn sie jünger sind, möglicherweise genug, um Ozeane auf nahegelegenen felsigen Planeten abzukochen.
K-Sterne befinden sich irgendwo in der Mitte zwischen M-Sternen und sonnenähnlichen G-Sternen. Arney sagte:
Ich denke gerne, dass sich K-Sterne an einem „Sweet Spot“ zwischen sonnenanalogen Sternen und M-Sternen befinden.
Wie können wir das Leben auf einem Planeten entdecken, der einen fernen K-Stern umkreist? Zunächst muss festgestellt werden, ob es in der Atmosphäre eines Planeten potenzielle Biosignaturen - chemische Hinweise auf das Leben - gibt. Eine solche Biosignatur wäre die Existenz von Methan und Sauerstoff. Da diese Gase dazu neigen, sich schnell gegenseitig zu zerstören, könnten wir - wenn wir beides finden - annehmen etwasMöglicherweise muss das Leben beides kontinuierlich produzieren.
Künstlerkonzept des Super-Earth Kepler-438b, der seinen K-Stern umkreist. Bild über das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Arney verwendete ein Computermodell, um die Chemie und Temperatur der möglichen Atmosphäre eines Planeten zu simulieren und um zu sehen, wie sie sich um verschiedene Arten von Sternen verhält. Ein anderes Modell simulierte das Spektrum der Atmosphäre des Planeten, wie es von einem zukünftigen Teleskop gesehen werden könnte. Wie sie erklärte:
Wenn Sie den Planeten um einen K-Stern legen, zerstört der Sauerstoff das Methan nicht so schnell, sodass sich mehr Methan in der Atmosphäre ansammeln kann. Dies liegt daran, dass das ultraviolette Licht des K-Sterns keine hochreaktiven Sauerstoffgase erzeugt, die Methan so schnell zerstören wie ein sonnenähnlicher Stern.
Die Analyse legte auch nahe, dass ein Methan-Sauerstoff-Signal um K Sterne stärker sein könnte. Dasselbe wurde für M Sterne vorhergesagt, aber auch hier könnte ihre intensive Sonneneruptionsaktivität die Entwicklung des Lebens erschweren.
Ein weiterer Vorteil von K-Sternen ist, dass Planeten leichter zu erkennen sind - sogar direkt zu sehen - als um hellere sonnenähnliche Sterne. Wie Arney bemerkte:
Die Sonne ist 10 Milliarden Mal heller als ein erdähnlicher Planet um ihn herum. Das ist also viel Licht, das Sie unterdrücken müssen, wenn Sie einen umlaufenden Planeten sehen möchten. Ein K-Stern ist möglicherweise „nur“ eine Milliarde Mal heller als eine Erde um ihn herum.
Potenziell bewohnbare Exoplaneten können auch M Sterne (rote Zwerge) umkreisen, wie die sieben erdgroßen Welten im TRAPPIST-1-System. Bild über NASA / JPL-Caltech.
Arney listete auch einige der nahe gelegenen K-Sterne auf, bei denen es wahrscheinlich ist, dass sie bewohnbare Planeten haben:
Ich finde, dass bestimmte nahe gelegene K-Sterne wie 61 Cyg A / B, Epsilon Indi, Groombridge 1618 und HD 156026 besonders gute Ziele für zukünftige Biosignatur-Suchvorgänge sein könnten.
Mit mehr als 200 Milliarden Sternen allein in unserer Galaxie wird diese Arbeit Astronomen helfen, herauszufinden, welche - und ihre Planeten - auf der Suche nach nicht nur bewohnbaren Welten, sondern auch nach Planeten, die am genauesten untersucht werden solltentatsächlich bewohntAuch wenn nur durch Mikroben.
Fazit: Um die besten Orte einzugrenzen, an denen nach Beweisen für außerirdisches Leben - bewohnbare Planeten - gesucht werden kann, müssen Astronomen wissen, welche Sterne am wahrscheinlichsten solche Welten beherbergen, in denen das Leben hätte beginnen können. Diese neue Studie hilft dabei und wird den Wissenschaftlern dabei helfen, zu bestimmen, welche Planeten die Hauptziele der Studie sein sollen.
Quelle: The K Dwarf Advantage für Biosignaturen auf direkt abgebildeten Exoplaneten
Über die NASA