Forskere identificerer fem dobbeltstjernesystemer, der potentielt er egnede til liv

For næsten et halvt århundrede siden forestillede skaberne af Star Wars sig en livsopretholdende planet, Tatovering, kredser om et par stjerner. Nu, 44 år senere, forskere har fundet nye beviser for, at fem kendte systemer med flere stjerner, Kepler-34, -35, -38, -64 og -413, er mulige kandidater til at forsørge livet. En nyudviklet matematisk ramme gjorde det muligt for forskere ved New York University Abu Dhabi og University of Washington at vise, at disse systemer - mellem 2764 og 5933 lysår fra Jorden, i stjernebillederne Lyra og Cygnus - understøtter en permanent "beboelig zone", et område omkring stjerner, hvor flydende vand kunne forblive på overfladen af ​​enhver endnu uopdaget jordlignende planet. Af disse systemer, Kepler-64 er kendt for at have mindst fire stjerner, der kredser om hinanden i centrum, mens de andre har to stjerner. Alle er kendt for at have mindst én gigantisk planet på størrelse med Neptun eller større. Dette studie, udgivet i Grænser i astronomi og rumvidenskab , er et principbevis på, at tilstedeværelsen af ​​gigantiske planeter i binære systemer ikke udelukker eksistensen af ​​potentielt livbærende verdener.

"Livet vil med stor sandsynlighed udvikle sig på planeter, der ligger inden for deres systems beboelige zone, ligesom Jorden. Her undersøger vi, om der findes en beboelig zone inden for ni kendte systemer med to eller flere stjerner, der kredser om gigantiske planeter. Vi viser for første gang, at Kepler-34, -35, -64, -413 og især Kepler-38 er velegnede til at være vært for jordlignende verdener med oceaner, " siger den tilsvarende forfatter Dr. Nikolaos Georgakarakos, en forskningsmedarbejder fra Division of Science ved New York University Abu Dhabi.

Den videnskabelige konsensus er, at størstedelen af ​​stjerner er vært for planeter. Lige siden 1992, exoplaneter er blevet opdaget i et accelererende tempo:4375 er blevet bekræftet indtil videre, hvoraf 2662 først blev opdaget af NASAs Kepler-rumteleskop under dets 2009-2018 mission for at undersøge Mælkevejen. Yderligere exoplaneter er blevet fundet af NASAs TESS-teleskop og missioner fra andre agenturer, mens Den Europæiske Rumorganisation skal opsende sit PLATO-rumfartøj for at søge efter exoplaneter inden 2026.

Tolv af de exoplaneter, Kepler opdagede, er "cirkumbinære", det er, kredser om et tæt par stjerner. Binære systemer er almindelige, estimeret til at repræsentere mellem halvdelen og tre fjerdedele af alle stjernesystemer. Indtil nu, kun gigantiske exoplaneter er blevet opdaget i binære systemer, men det er sandsynligt, at mindre jordlignende planeter og måner simpelthen er undsluppet at blive opdaget. Gravitationsinteraktioner inden for flerstjernede systemer, især hvis de indeholder andre store kroppe såsom gigantiske planeter, forventes at gøre forholdene mere fjendtlige over for livets oprindelse og overlevelse:f.eks. planeter kan styrte ind i stjernerne eller flygte fra kredsløb, mens de jordlignende exoplaneter, der overlever, vil udvikle elliptiske baner, oplever kraftige cykliske ændringer i strålingens intensitet og spektrum.

"Vi har i et stykke tid vidst, at binære stjernesystemer uden gigantiske planeter har potentialet til at rumme beboelige verdener. Det, vi har vist her, er, at i en stor brøkdel af disse systemer kan jordlignende planeter forblive beboelige selv i nærværelse af giganter planeter, " siger medforfatter prof Ian Dobbs-Dixon, ligeledes ved New York University Abu Dhabi.

Georgakarakos et al. her bygge videre på tidligere forskning for at forudsige eksistensen, Beliggenhed, og omfanget af den permanente beboelige zone i binære systemer med gigantiske planeter. De udleder først ligninger, der tager hensyn til klassen, masse, lysstyrke, og spektral energifordeling af stjernerne; den ekstra gravitationseffekt af den gigantiske planet; excentriciteten (dvs. graden af ​​elliptisk kredsløb), semi-hovedakse, og periode for den hypotetiske jordlignende planets kredsløb; dynamikken i intensiteten og spektret af den stjernestråling, der falder på dens atmosfære; og dens "klimatræghed", det er, den hastighed, hvormed atmosfæren reagerer på ændringer i bestråling. De ser derefter på ni kendte binære stjernesystemer med gigantiske planeter, alle opdaget af Kepler-teleskopet, at afgøre, om beboelige zoner findes i dem og er "stille nok" til at rumme potentielt livsopretholdende verdener.

Forfatterne viser for første gang, at der findes permanente beboelige zoner i Kepler-34, -35, -38, -64, og -413. Disse zoner er mellem 0,4-1,5 astronomiske enheder (au) brede begyndende ved afstande mellem 0,6-2 au fra dobbeltstjernernes massecentrum.

"I modsætning til omfanget af de beboelige zoner i to yderligere binære systemer, Kepler-453 og -1661, er omtrent halvdelen af ​​den forventede størrelse, fordi de gigantiske planeter i disse systemer ville destabilisere banerne for yderligere beboelige verdener. Af samme grund kan Kepler-16 og -1647 slet ikke være vært for yderligere beboelige planeter. Selvfølgelig, der er mulighed for, at der eksisterer liv uden for den beboelige zone eller på måner, der kredser om selve kæmpeplaneterne, men det kan være mindre ønskværdigt fast ejendom for os, " siger medforfatter Dr. Siegfried Eggl ved University of Washington.

"Vores bedste kandidat til at være vært for en verden, der er potentielt beboelig, er det binære system Kepler-38, cirka 3970 lysår fra Jorden, og kendt for at indeholde en planet på størrelse med Neptun, " siger Georgakarakos.

"Vores undersøgelse bekræfter, at selv binære stjernesystemer med gigantiske planeter er varme mål i søgen efter Jorden 2.0. Pas på Tatooine, vi kommer!"