Astronomer publicerar en ny karta över Galactic Habitable Zone

Astrobiologer har länge diskuterat tanken att planeter bara kan försörja liv om det finns flytande vatten på ytan. Uppenbarligen är detta bara möjligt om temperaturen på planeten liknar jordens och detta i sin tur innebär ett visst avstånd från moderstjärnan.

Sökandet efter planeter i denna så kallade beboeliga zon har intensifierats de senaste åren med lanseringen av rymdteleskop som Kepler som hittar nya exoplaneter i en dramatisk takt.

Men tanken på att det kan finnas zoner i galaxen som är särskilt gynnsamma för liv är en mycket nyare idé. Tanken här är att det är mycket mer sannolikt att planeter som kan stödja liv finns runt stjärnor i vissa delar av galaxen.

Konventionen säger att den galaktiska beboeliga zonen är en torus med cirka 30 ljusår i diameter runt galaxens mitt. Så beboeliga planeter kommer sannolikt inte att bildas nära det galaktiska centrumet eller väldigt långt bort från det.

Idag avslöjar dock Michael Gowanlock vid University of Hawaii i Honolulu och ett par kompisar en ny karta över den galaktiska beboeliga zonen som utmanar denna konvention och antyder att den galaktiska beboeliga zonen är mycket mer komplex än en enkel torus.

Den nya kartan använder de senaste rönen om exoplaneter för att bestämma galaktisk beboelighet. I synnerhet har astronomer nyligen upptäckt att exoplaneter är mycket mer benägna att bildas runt stjärnor som innehåller element som är tyngre än helium eller väte, en egenskap som kallas metallicitet.

De första stjärnorna i det tidiga universum bildades helt av väte och helium men genererade tyngre grundämnen när de fick slut på bränsle och exploderade. Nästa generation av stjärnor bildades från skräpet från dessa supernovor och har därför högre nivåer av tyngre grundämnen.

Det är dessa stjärnor, de senare, som verkar mer sannolikt att ha planeter och därför mer sannolikt att ha en planet i den beboeliga zonen. Det är uppenbart att dessa stjärnor är mest sannolikt att bildas i områden där det finns massor av supernovor och i vår galax som är nära mitten (på ett avstånd av cirka 9 ljusår).

Men det väcker ett potentiellt problem. En supernova skulle ödelägga en planet som kretsar kring en närliggande stjärna, spränga dess atmosfär till att kungariket kommer och förstöra de förhållanden under vilka livet kan utvecklas.

Så för många supernovor minskar sannolikheten för att liv ska utvecklas.

Frågan som Gowanlock och co ställer är hur dessa processer balanserar ut – hastigheten på planetbildning, antalet supernovor och den tid det tar för komplext liv att utvecklas (som bestäms av vår enda datapunkt på jorden).

Svaret de säger är att beboeliga planeter är så vanliga mot galaxens centrum att även om många utplånas av supernovor, borde det fortfarande finnas massor som överlever tillräckligt länge för att komplext liv ska utvecklas.

Deras modell tyder på att 2,7 procent av stjärnorna i den inre galaxen borde ha beboeliga planeter. Och det borde också finnas beboeliga planeter längre bort också. Gowanlock och co säger att cirka 0,25 procent av stjärnorna i den yttre galaxen borde ha beboeliga planeter.

Det är en väsentligt annorlunda förutsägelse från standardtorusmodellen och betyder att en betydande del av stjärnor i hela galaxen är potentiellt intressanta. Vi förutspår att ~1,2 % av alla stjärnor är värd för en planet som kan ha varit kapabel att stödja komplext liv någon gång i galaxens historia, säger Gowanlock och co.

Det finns dock en viktig varning. Deras modell förutspår också att 75 procent av dessa beboeliga planeter kommer att låsas runt sin moderstjärna.

Det kan vara ett problem. Astrobiologer diskuterar häftigt naturen hos planeter som projicerar samma ansikte mot sin stjärna. Debatten har föranletts av upptäckten av en superjord runt Gliese 581, som är tillräckligt nära stjärnan för att vara i den beboeliga zonen men som förmodligen också är tidvattenlåst.

Ena sidan av denna planet skulle brinna under en brännande sol medan den andra skulle frysa. Huruvida förhållanden någonstans på en sådan planet skulle kunna gynna liv är inte känt.

Om Gowanlock och cos förutsägelser är något att gå efter, kommer vi inom en mycket nära framtid att hitta många fler främmande jordar och att de flesta av dessa kommer att vara tidvattenlåsta. Så frågan om huruvida sådana planeter kan försörja liv kommer sannolikt att bli i fokus för mycket mer uppmärksamhet.

Ref: arxiv.org/abs/1107.1286 : En modell för boende i Vintergatans galax

.

Dölj