Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.
Nå vet vi mer om hvilke planeter som kan ha liv
Røde dvergstjerner preges av voldsomme energiutbrudd. Det trenger ikke nødvendigvis ødelegge muligheten for liv på planeter rundt stjernen.
Forskere ved Universitet i Oslo har laget modeller som viser hvordan kraftige energiutbrudd på stjernene påvirker planetene rundt dem.(Illustrasjon: NASA)
M-dverger er den vanligste stjernetypen i Melkeveien.
Omtrent 40 prosent av dem er beregnet til å kunne ha én eller flere planeter i den beboelige sonen.
Galaksen vår, Melkeveien, er full av slike stjerner. De er små og rødglødende. De er så lyssvake at vi ikke kan se dem med det blotte øye.
Røde dverger, eller M-dvergstjerner, har masse og diameter mindre enn vår egen sol.
Likevel er de blant de heteste kandidatene i jakten på utenomjordisk liv.
De fleste jordlignende planetene i beboelig sone som er oppdaget til nå, er funnet i bane rundt slike røde dverger.
Disse planetene sirkler nært stjernen sin
Den beboelige sonen er området rundt en stjerne der temperaturen tillater flytende vann på overflaten av planeten.
Flytende vann regnes som en av de viktigste forutsetningene for liv slik vi kjenner det.
– Disse små stjernene er kaldere enn vår sol, så den beboelige sonen er svært nær stjernen, sier forsker Elena Mamonova ved UiOs Senter for planetær beboelighet.
Elena Mamonova er forsker ved Senter for planetær beboelighet. Hennes studier viser at vann lenger ned i atmosfæren i liten grad påvirkes av utbruddene.(Foto: Elena Mamonova)
Mamonova forsker på hvordan slike stjerner påvirker atmosfæren rundt planetene sine. Røde dverger er nemlig lunefulle stjerner. De har kraftige stjerneutbrudd, såkalte «flares».
Plutselige, voldsomme utbrudd av elektromagnetisk stråling som ligner det vi kjenner som solstormer, bare mye sterkere og mye mer energirike.
Slike utbrudd kan påvirke atmosfæren hos planetene rundt stjernen. Forskere har spekulert i om de også kan ødelegge den helt.
Morstjernen påvirker atmosfæren
Utbruddene bidrar også med ultrafiolett stråling, nødvendig for å sette i gang kjemiske prosesser på planetene.
– Samtidig som planetene går veldig nært stjernen, er stjernen veldig aktiv. Planetene er veldig eksponert for disse utbruddene. Derfor er det viktig at vi forstår hva som skjer. Vi må vite mer om frekvens og energifordeling i utbruddene, for å forstå hvordan dette påvirker atmosfæren på planetene rundt, forklarer Mamonova.
Studier av hvordan morstjernen påvirker atmosfæren på planetene, gir kunnskap om hvordan planetene utvikler seg over tid. Da kan man også si noe om muligheten for at det kan bli liv på planeten.
Mamonova har sett nærmere på en gruppe unge stjerner der alle har omtrent samme alder.
Annonse
– Slike stjerner dannes i det samme området, i den samme stjernetåken. De har felles opprinnelse og beveger seg sammen gjennom rommet, bundet til hverandre av gravitasjon. Det fine med disse er at det er mulig å få en sikker beregning av alderen på planetsystemet, sier hun.
Skapt av stjernestøv
Når planeter blir til, dannes de av en sky av gass og støv. Den samme gassen og det samme støvet som stjernen ble skapt av. Dette ligger rundt stjernen i det forskerne kaller en protoplanetarisk skive.
– Når vi først vet hvor gamle stjernene er, kan vi se på hvordan planetene utvikler seg i forhold til hva vi vet om utvikling av protoplanetariske skiver og tidlig planetdannelse, sier Mamonova.
Støvet i denne skiven vil etter hvert samle seg i klumper og småstein. Dette er små kjerner som vokser og til slutt blir det vi kjenner som steinplaneter.
Som vår egen jord, men med en atmosfære bestående av de opprinnelige gassene, i hovedsak hydrogen.
– Unge planetsystemer dannes fra gass og støv. Dersom forholdene ligger til rette for det, kan kjemiske prosesser drevet av stjerneutbrudd og bestråling omdanne molekyler i gassen og støvet til mer komplekse forbindelser. Lignende prosesser kan fortsette i atmosfæren i senere stadier hos de unge planetene, forklarer Mamonova.
Det øverste laget mest utsatt
Miljøet rundt den unge stjernen avgjør hvilke molekyler som overlever, hvilke som brytes ned, og hvilke nye molekyler som kan dannes over tid og bli en del av planetens atmosfære.
– Dette avhenger også av stjernens kjemiske sammensetning, altså hvor rik den er på grunnstoffer som er tyngre enn hydrogen og helium, sier forskeren.
Nå har Mamonova utviklet en modell som beskriver hvordan stjerneutbrudd påvirker atmosfæren hos de unge planetene.
– Vi ser at stjerneutbrudd først og fremst påvirker kjemien i den ytre delen av atmosfæren, mens de dypere lagene er mer beskyttet. I den øverste delen av atmosfæren kan den ultrafiolette strålingen fra utbruddet bryte opp molekyler som vann og danne radikaler som kan reagere med hverandre og danne nye kjemiske forbindelser.
Annonse
Under de rette forholdene kan det føre til at det dannes enkle organiske forløpermolekyler. Dette er stoffer som kan bli byggesteiner for mer avanserte organiske forbindelser. Forløpere til liv.
Vannet skjermes
Samtidig viser Mamonovas studier at vann lenger ned i atmosfæren påvirkes i liten grad av utbruddene.
– Stjerneutbruddene påvirker i hovedsak spormolekyler, stoffer som finnes i mindre mengder i planetens atmosfære. Utbruddene kan føre til at det blir mindre av disse. Vann derimot er gjerne beskyttet gjennom selvskjerming, forklarer Mamonova.
Når vann eller vanndamp utsettes for UV-stråling, vil de øverste lagene absorbere og prosessere mye av strålingen. Slik vil de øverste lagene fungere som skjold for vannmolekylene lenger ned.
– Vann vil derfor være ganske upåvirket i de lagene av atmosfæren som dekkes av vår modell, sier Mamonova.
Kan atmosfæren blåse bort?
Det har blitt spekulert i om stjerneutbruddene fra de røde dvergstjernene kan være så kraftige at de rett og slett blåser bort hele atmosfæren til planetene rundt.
Mamonovas resultater viser noe annet.
– I modellene er ikke stjerneutbrudd den viktigste driveren av totalt tap av atmosfære. Atmosfæren mister noe materiale, men tapsraten er omtrent den samme både i rolige perioder og i perioder med utbrudd, sier hun.
Stjerneutbrudd er energirike hendelser som påvirker den atmosfæriske kjemien sterkt, men de ser altså ikke ut til å føre til at atmosfærer blåses bort, ifølge Mamonovas studier.
– Vi må i stedet se på andre prosesser som trolig er hovedårsak til atmosfærisk massetap, sier hun.
Annonse
Hvilke planeter er egentlig lovende?
Hun mener man må være forsiktig med å anta at stjerneutbrudd alene avgjør om en planet kan være beboelig eller ikke.
– Selv når utbruddene påvirker kjemien i atmosfæren i stor grad, vil atmosfæren fortsatt være der. Om planeten er beboelig vil derfor avhenge av mange flere faktorer, sier forskeren.
Eksempler er atmosfærens opprinnelige vanninnhold, dens kjemiske sammensetning og alder på stjernen. Også den langsiktige balansen mellom stråling, kjemi og atmosfæretap spiller inn.
Atmosfæren rundt en planet kan endre seg i stor grad etter hvert som årene går. Det påvirker forholdene på planetens overflate, tilgang på vann og hvilke molekyler som kan bestå over tid.
– Kunnskap om dette hjelper oss til å finne hvilke planeter som faktisk er lovende, og hvilke som bare ser lovende ut om vi ser bort fra påvirkningen fra stjerneutbrudd, sier Mamonova.
