Tüm yıldızların bir ömrü olduğu bilinen bir gerçektir. Bu, oluşumları ile başlar, daha sonra ölümle sona ermeden önce Ana Dizi aşamalarında (hayatlarının çoğunu oluşturan) devam eder. Çoğu durumda, yıldızlar yaşamlarının Ana Sıra aşamasından çıktıklarında normal boyutlarının birkaç yüz katına kadar şişecekler, bu süre zarfında kendilerine yakın yörüngede olan gezegenleri tüketeceklerdir.
Bununla birlikte, yıldızın daha uzak mesafelerde yörüngesindeki gezegenler için (aslında sistemin “Frost Line” ın ötesinde), koşullar yaşamı destekleyecek kadar ısınabilir. Ve Cornell Üniversitesi'ndeki Carl Sagan Enstitüsü'nden gelen yeni araştırmalara göre, bu durum milyarlarca yıl boyunca bazı yıldız sistemleri için devam edebilir ve tamamen yeni bir dünya dışı yaşam biçimlerine yol açabilir!
Yaklaşık 5,4 milyar yıl sonra Güneşimiz Ana Dizi aşamasından çıkacak. Hidrojen yakıtını çekirdeğinde tükettiğinde, orada biriken atıl helyum külü kararsız hale gelecek ve kendi ağırlığı altında çökecektir. Bu, çekirdeğin ısınmasına ve yoğunlaşmasına neden olur, bu da Güneş'in boyutunun büyümesine ve evriminin Kızıl Dev-Şube (RGB) fazı olarak bilinen şeye girmesine neden olur.
Bu dönem, Güneşimizin yaklaşık yarım milyar yıl boyunca yavaşça iki katına çıkacağı bir sübvansiyon haline gelmesiyle başlayacaktır. Daha sonra önümüzdeki yarım milyar yılı, mevcut boyutunun 200 katı ve binlerce kat daha aydınlık olana kadar daha hızlı genişleyerek geçirecek. Daha sonra resmi olarak kırmızı dev bir yıldız olacak ve sonunda Mars'ın yörüngesinin ötesine ulaştığı noktaya genişleyecek.
Bir önceki makalede araştırdığımız gibi, Dünya gezegeni Güneşimizden Kızıl Dev olarak hayatta kalamayacak - Merkür, Venüs veya Mars da olmayacak. Ancak, su, amonyak, metan, karbondioksit ve karbon monoksit gibi uçucu bileşiklerin donmuş halde kalması, kalan gaz devlerinin, buz devlerinin ve cüce gezegenlerin hayatta kalacağı yeterince soğuk olduğu “Don Hattı” nın ötesinde . Sadece bu değil, aynı zamanda büyük bir çözülme başlayacak.
Kısacası, yıldız genişlediğinde, “yaşanabilir bölgesi” muhtemelen aynı şeyi yapacak ve Jüpiter ve Satürn'ün yörüngelerini kapsayacak. Bu olduğunda, eski yaşanmaz yerler - Jovian ve Cronian uyduları gibi - aniden yaşanamaz hale gelebilir. Aynı şey, evrendeki diğer birçok yıldız için de geçerlidir, bunların hepsi ömürlerinin sonuna yaklaştıkça Kızıl Devler olmak için yazılmıştır.
Bununla birlikte, Güneşimiz Kızıl Dev Şube aşamasına ulaştığında, sadece 120 milyon yıllık aktif yaşam kalması bekleniyor. Bu, yeni yaşam formlarının ortaya çıkması, gelişmesi ve gerçekten karmaşık hale gelmesi için yeterli bir zaman değildir (yani insanlar ve diğer memeli türleri gibi). Ancak, son zamanlarda ortaya çıkan bir araştırma çalışmasına göre, Astrofizik Dergisi - “Ana Sonrası Sıra Yıldızlarının Yaşanabilir Bölgesi” başlıklı - bazı gezegenler Evrenimizdeki diğer kırmızı dev yıldızların etrafında çok daha uzun süre - bazı durumlarda 9 milyar yıl veya daha fazla - yaşanabilir kalabilirler!
Bunu perspektife sokmak gerekirse, dokuz milyar yıl şu anki Dünya yaşının iki katına yakın. Dolayısıyla, söz konusu dünyaların da doğru element karışımına sahip olduklarını varsayarsak, yeni ve karmaşık yaşam biçimlerini ortaya çıkarmak için yeterli zamana sahip olacaklar. Çalışmanın ortak yazarı Profesör Lisa Kaltennegeris de Carl Sagan Enstitüsü'nün direktörü. Bu nedenle, Evrenin diğer bölgelerinde yaşam arayışına yabancı değildir. Space Magazine'e e-posta yoluyla açıkladığı gibi:
“Gezegenlerin - Güneşlerinin ne kadar büyük olduğuna bağlı olarak (yıldız ne kadar küçükse, gezegen daha uzun süre yaşanabilir kalabilir) 9 Milyar yıla kadar hoş ve sıcak kalabileceğini gördük. Bu eski bir yıldızı yaşam aramak için ilginç bir yer yapar. Alt yüzeye (örneğin donmuş bir okyanusta) başlamış olabilir ve daha sonra buz eridiğinde, hayatın nefes alıp verdiği gazlar atmosfere kaçabilir - astronomların onları hayatın imzaları olarak almasına izin verir. Ya da en küçük yıldızlar için, daha önce donmuş bir gezegenin hoş ve sıcak olabileceği süre 9 milyar yıla kadardır. Böylece yaşam potansiyel olarak o zaman bile başlayabilirdi. ”
Çalışmaları için mevcut yıldız modellerini ve evrimlerini - yani bir boyutlu radyasyon-konvektif iklim ve yıldız evrim modelleri - kullanarak, Kaltenegger ve Ramirez, bir dizi Ana Sonrası Dizi etrafında yaşanabilir bölgelerin (HZ) mesafelerini hesaplayabildiler (MS sonrası) yıldızlar. Carl Sagan Enstitüsü'nde araştırma görevlisi ve makalenin baş yazarı Ramses M. Ramirez, araştırma sürecini e-posta yoluyla Space Magazine'e açıkladı:
“Yıldız, kırmızı dev faz boyunca yaşlandıkça, yıldızların büyüklüklerinin, özellikle parlaklık, yarıçap ve sıcaklığın zamanla nasıl değiştiğini anlatan yıldız evrim modelleri kullandık. Ayrıca, her yıldızın yaşanabilir bölgenin sınırlarında ne kadar enerji ürettiğini hesaplamak için bir iklim modeli kullandık. Bunu ve yukarıda belirtilen yıldız parlaklığını bilerek, bu yaşanabilir bölge sınırlarına olan mesafeleri hesaplayabiliriz. ”
Aynı zamanda, bu tür yıldız evriminin yıldızın gezegenlerinin atmosferini nasıl etkileyebileceğini düşündüler. Bir yıldız genişledikçe kütleyi kaybeder ve onu güneş rüzgarı şeklinde dışarı atar. Bir yıldızın yakınında dönen veya düşük yerçekimi olan gezegenler için, atmosferlerinin bir kısmı veya tamamı patlamış olabilir. Öte yandan, yeterli kütleye (veya güvenli bir mesafeye yerleştirilmiş) sahip gezegenler, atmosferlerinin çoğunu koruyabilir.
Ramirez, “Bu kütle kaybından gelen yıldız rüzgarları, zamanın bir fonksiyonu olarak hesapladığımız gezegen atmosferini de aşındırıyor” dedi. “Yıldız kütlesini kaybettikçe, güneş sistemi dışa doğru hareket ederek açısal momentumu korur. Bu nedenle, yörüngelerin zamanla nasıl hareket ettiklerini de dikkate alıyoruz. ” Yıldızın Kırmızı Dev Dal (RGB) ve Asimptotik Dev Dal (AGB) aşamalarında yıldız ve atmosferik kayıp oranını içeren modeller kullanarak, bunun büyüklükten büyüklüklere kadar değişen gezegenler için nasıl oynayacağını belirleyebildiler. Süper dünyalara aylar.
Buldukları şey, bir gezegenin, yıldızın ne kadar sıcak olduğuna ve Güneş'imize benzeyen metaliklikleri bulmaya bağlı olarak, HS sonrası bir HZ'de eonlar veya daha fazlası için kalabilirdi. Ramirez'in açıkladığı gibi:
“Ana sonuç, bir gezegenin bu kırmızı dev yaşanabilir sıcak yıldız bölgesinde kalabileceği maksimum sürenin 200 milyon yıl olmasıdır. En havalı yıldızımız (M1) için, bir gezegenin bu kırmızı dev yaşanabilir bölgede kalabileceği maksimum süre 9 milyar yıldır. Bu sonuçlar, Güneş'imizinkine benzer metaliklik seviyelerini varsayar. Daha yüksek metal yüzdesine sahip bir yıldızın, metal olmayan malzemelerin (H, He..etc) kaynaşması daha uzun sürer ve bu maksimum süreler, yaklaşık iki katına kadar daha fazla artabilir. ”
Güneş Sistemimiz bağlamında bu, birkaç milyar yıl içinde Europa ve Enceladus gibi (buzlu yüzeylerinin altında yaşamı olduğundan şüphelenilen) dünyaların tam teşekküllü yaşanabilir dünyalar haline gelebileceği anlamına gelebilir. Ramirez'in güzelce özetlediği gibi:
“Bu, ana sonrası dizinin, yaşanabilirlik açısından yıldız evriminin potansiyel olarak ilginç bir başka aşaması olduğu anlamına geliyor. Gezegenlerin iç sistemi, genişleyen, büyüyen kırmızı dev yıldız tarafından cızırtılı çöp alanlarına dönüştürüldükten çok sonra, kaostan uzakta potansiyel olarak yaşanabilir abortlar olabilir. Eğer Avrupa gibi dondurulmuş dünyalarsa, buz eriyecek ve potansiyel olarak önceden var olan herhangi bir yaşamı açığa çıkaracaktı. Bu tür önceden var olan yaşam, atmosferik biyo-imzaları arayan gelecekteki görevler / teleskoplar tarafından tespit edilebilir.”
Ancak belki de araştırma çalışmalarından en heyecan verici olan, yıldızlarının MS sonrası yaşanabilir bölgelerinde yörüngede dönen gezegenlerin, doğrudan görüntüleme teknikleri kullanarak algılanabilecek mesafelerde yapacakları sonucudur. Öyleyse sadece eski yıldızların etrafındaki hayatı daha önce düşünülenden daha iyi bulma ihtimali değil, mevcut gezegen dışı avlanma tekniklerini kullanarak onları tespit etmede sorun yaşamamalıyız!
Kaltenegger ve Dr. Ramirez'in yayın için ikinci bir makale sunduklarını ve Dünya'nın 100 ışıkyılı içinde 23 kırmızı dev yıldızın bir listesini sağladıklarını belirtmek gerekir. Hepsi yıldız mahallemizde olan bu yıldızların yaşanabilir bölgeleri içinde yaşamı sürdüren dünyalara sahip olabileceğini bilmek, önümüzdeki yıllarda gezegen avcılarına ek fırsatlar sağlamalıdır.
Ve Prof. Kaltenegger'in bilimsel merakına neyin ilham verdiğini ve Cornell’in bilim adamlarının dünya dışı yaşamın kanıtını bulmak için nasıl çalıştığını paylaştığı Cornellcast'ten bu videoyu izlediğinizden emin olun.
