Звездите стават все по-богати на "метали", а такива според астронимите са всички елементи без водорода и хелия. И противно на предишни предположения това може да навреди на вероятността за появата на живот на планетите около тях.
Факторите, които правят една звезда подходящо място за живот на околните планети, са сложни и нови изследвания показват, че нещо, което сме смятали за предимство – високо съдържание на "метал" – може да бъде вредно. Ако е така, това показва, че сме фокусирали търсенето си на животоподдържащи планети на грешни места. По-притеснителното е, че това означава, че перспективите за поява на живот намаляват постоянно.
Ранната вселена се е състояла само от три елемента: много водород, малко хелий и малко литий. Първите звезди са направени изцяло от тях, произвеждайки други леки елементи, докато са били активни, и по-тежки, когато са умирали. След смъртта си те разпространяват тези елементи, които астрономите наричат "метали", макар че химиците не биха се съгласили, в техните галактики, за да бъдат включени в бъдещите поколения звезди.
Следователно изобилието на метал се счита за една от най-важните звездни характеристики, а липсата на метал означава, че звездите са по-древни.
И все пак според ново проучване има причина да се търсят бедни на метал звезди: техните планети е по-вероятно да имат необходимото екраниране, което може да позволи на живота да процъфтява.
Звездите, бедни метали, винаги са били смятани за лоши перспективи за живот. Ако една звезда се е формирала без метали, нейните планети вероятно също са се образували само като газови гиганти, а не скалисти планети като Земята. Повече метали (за астрономите това са кислород, въглерод и силиций) означава повече вероятност да се образува планета като Земята. Следователно, докато бедните на метали звезди са ценни за космическата археология, тези, които са богати на метал, са приоритетни в търсенето на живот.
„Металите и други тежки елементи се образуват в звездите в края на техния живот от няколко милиарда години и – в зависимост от масата на звездата – се освобождават в космоса като звезден вятър или при експлозия на свръхнова: строителният материал за следващия поколение звезди", пишат изследователите.
„Следователно всяка новоформираща се звезда разполага с повече богати на метали строителни материали от своите предшественици“.
Въпреки че новото проучване предлага критерий за това къде трябва да се съсредоточат усилията за намиране на обитаеми планети, то предизвиква и някои опасения.
Атмосферният озон и кислород предпазват биосферата на нашата планета от вредното ултравиолетово лъчение. В нови изследвания астрономите моделират атмосфери на екзопланети, подобни на Земята, обитавани от звезди с температури, близки до слънчевите – между 5300 и 6300 K – и широк диапазон от металичности, покриващи известни звезди, около които има екзопланети. Те откриват, че парадоксално, въпреки че богатите на метали звезди излъчват значително по-малко ултравиолетова радиация от бедните на метал звезди, повърхността на техните планети е изложена на по-интензивно ултравиолетово лъчение.
Бедните на метали звезди произвеждат повече UV радиация, но във форма, която стимулира образуването на озон и следователно предпазва от опасните дължини на вълните. Кредит: MPS/hormesdesign.de
Сложният многоклетъчен живот на сушата изисква кислород, от който се образува озон, което води до поносимо ниво на ултравиолетова радиация на повърхността за неговото развитие и еволюция.
Звездното излъчване и планетарната ултравиолетова защита зависят от ефективната температура на звездата домакин.
Докато за една млада планета излагането на ултравиолетови лъчи може да бъде от съществено значение за възникването на живота, високите нива на ултравиолетова светлина предизвикват геномно увреждане и са заплаха за всички форми на живот.
Животът може да започне в океаните, които действат като допълнителен UV щит, върху звезди, по-богати на метали от Слънцето, но установяването му на сушата може да остане под въпрос.
„Искахме да разберем какви свойства трябва да има една звезда, за да могат нейните планети да образуват защитен озонов слой“, разказва д-р Анна Шапиро (Anna Shapiro), астроном от Института Макс Планк за изследване на Слънчевата система.
Въпросът е особено важен, след като предишно проучване установява, че яркостта на много подобни на Слънцето звезди варира повече от тази на Слънцето, което би направило UV още по-голяма потенциална заплаха.
Бедните на метали звезди излъчват повече ултравиолетова радиация от техните богати на метал звезди, установяват авторите. Това може да накара някой да предположи, че е по-малко вероятно да има живот около себе си, но има уловка. Ултравиолетовата светлина обхваща широк диапазон от дължини на вълните и озонът се образува в нашата атмосфера от UV-C светлина и се унищожава от UV-B. Съотношението е решаващо и е много по-благоприятно при бедните на метал звезди.
„Противно на очакванията, бедните на метал звезди би трябвало да осигуряват по-благоприятни условия за появата на живот“, заключава Шапиро.
„Нещо повече, нашето изследване дава почти парадоксално заключение: с остаряването на Вселената е вероятно тя да става все по-враждебна към живота“, добавят авторите.
„Звездите във Вселената стават все по-богати на метал с всяко поколение. Според нашето изследване вероятността звездните системи да създадат живот също намалява с остаряването на Вселената.“
„Търсенето на живот обаче не е безнадеждно“, смятат учените.
Едно обяснение за парадокса на Ферми е, че доскоро единствените звезди в галактиката, достатъчно богати на метали, за да има подходящи планети, са били близо до звездата си и съответно по-засегнати от нейното UV лъчение.
„В крайна сметка много звезди-домакини на екзопланети имат подобна възраст като Слънцето“, казват авторите.
„И наистина е известно, че тази звезда приютява сложни и интересни форми на живот на поне една от своите планети.“
Късмет е, че Слънцето е една от първите звезди, които са били достатъчно богати на метали.
Това проучване показва, че ще става все по-трудно и по-трудно да се развива живот, тъй като все повече планети се стерилизират. Ако човечеството се самоунищожи (може би чрез намеса в този ценен озонов слой), може би няма да има шанс за рестарт някъде на живота.
Справка: Shapiro, A.V., Brühl, C., Klingmüller, K. et al. Metal-rich stars are less suitable for the evolution of life on their planets. Nat Commun 14, 1893 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-37195-4
Източници:
The Universe’s Best Days For Life May Be Behind It, IFLScience
Metal-Poor Stars are More Suitable for Evolution of Life on Their Planets: Study
Natali Anderson, Sci.News
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари