Viena svarbiausių egzoplanetų gyvybingumo sąlygų – ilgalaikis žvaigždžių, aplink kurias jos skrieja, stabilumas. Kai kurios žvaigždės yra tokios masyvios, kad savo vandenilio kurą išeikvoja vos per kelis milijonus metų.
Ryškus to pavyzdys – Oriono žvaigždyne esanti mėlynoji supermilžinė Rigelis. Ji švytės tik apie 10 milijonų metų. Tai labai trumpas laikotarpis, per kurį gyvybė planetose vargiai spėtų atsirasti ir išsivystyti.
Kitos žvaigždės, pavyzdžiui, raudonieji nykštukai, gyvuoja daug ilgiau nei dabartinis Visatos amžius, tačiau jų stipri žybsnių (flarų) veikla gali smarkiai trikdyti sąlygas gyvybei jų planetose.
Saulės tipo žvaigždės gali būti tam tikras „aukso vidurys“. Mūsų Saulė švytės maždaug 10 milijardų metų, kol išsiplės į raudonąją milžinę. Akivaizdu, kad toks ilgalaikis stabilumas leido susiformuoti sudėtingoms gyvybės formoms.
Saulė yra G tipo, vadinamoji geltonoji nykštukė. Tokios žvaigždės yra gana dažnos, kaip ir jų kiek mažesnės masės giminaitės – K tipo, vadinamosios oranžinės nykštukės. Jos yra vėsesnės už Saulę, karštesnės už raudonuosius nykštukus ir, kaip ir G tipo žvaigždės, pasižymi stabilumu bei ilgaamžiškumu.
Kol Saulės tipo žvaigždės pagrindinėje sekoje „gyvena“ apie 10 milijardų metų, K tipo oranžinės nykštukės šioje būsenoje gali išlikti kelias dešimtis milijardų metų – nuo maždaug 20 iki 70 milijardų.
Toks ilgalaikis stabilumas daro jas itin patraukliu objektu astronomams, tiriantiems žvaigždžių gyvybingumą. Mūsų Saulės kaimynystėje K tipo žvaigždžių yra maždaug dukart daugiau nei G tipo.
Astronomų komanda atliko daugiau nei 2000 K tipo žvaigždžių, esančių Saulės kaimynystėje, išsamų „surašymą“. Šimtams jų buvo gauti detalūs spektrai, atskleidžiantys žvaigždžių amžių, sukimosi greitį, temperatūrą ir padėtį Paukščių Take. Visi šie veiksniai svarbūs vertinant, ar aplink šias žvaigždes galinčios suktis egzoplanetos gali būti tinkamos gyvybei.
Tyrimo rezultatai pristatyti 247-ajame Amerikos astronomų draugijos susitikime. Pagrindinis darbo autorius – Sebastianas Carrazco-Gaxiola, Džordžijos Valstybinio universiteto astronomijos doktorantas. Susijusiame straipsnyje, pateiktame žurnalui The Astronomical Journal ir paskelbtame išankstinių publikacijų archyve „arXiv“, išsamiau paaiškinami gauti rezultatai.
„Ši apklausa yra pirmasis išsamus žvilgsnis į tūkstančius mažesnės masės Saulės „pusbrolių“, – pabrėžia Carrazco-Gaxiola. – Šios žvaigždės, vadinamos K nykštukėmis, yra labai paplitusios ir suteikia savo planetinėms sistemoms ilgalaikę, stabilią aplinką.“
Gyvybei tinkamų pasaulių paieškos – milžiniškas uždavinys. Paukščių Take yra bent 100 milijardų žvaigždžių, o gal net iki 400 milijardų, tačiau tikslus skaičius nežinomas.
Bet kokia informacija, padedanti efektyviau atsirinkti žvaigždes iš šios pribloškiančios gausos, yra labai vertinga. Ypač todėl, kad itin detalūs atskirų žvaigždžių ir egzoplanetų stebėjimai, reikalingi jų gyvybingumui įvertinti, reikalauja didžiulių išteklių.
Tyrimo rezultatai leidžia susiaurinti paieškų lauką ir kryptingiau naudoti stebėjimų priemones.
„Mes pateikiame 580 K nykštukų, esančių arčiau nei 33 parsekai ir stebėtų CHIRON ešeloniniu spektrografu prie SMARTS 1,5 m teleskopo, spektroskopinę charakteristiką“, – rašo autoriai.
Pagal NASA egzoplanetų archyvo duomenis, tik 7,5 % šių žvaigždžių, t. y. 44, yra žinomos kaip turinčios patvirtintų egzoplanetų.
„Mūsų rezultatai išskiria 529 brandžias, neaktyvias K nykštukes kaip pagrindinius taikinius, ieškant Žemės tipo planetų. Tai itin svarbus šaltinis egzoplanetų gyvybingumo tyrimams Saulės kaimynystėje“, – aiškina tyrėjai.
Prie tyrimo prisidėjo ir dar vienas 1,5 m teleskopas Arizonoje – Tillinghasto teleskopas. Abu teleskopai yra aprūpinti didelės skiriamosios gebos ešeloniniais spektrografais, o jų išdėstymas skirtinguose pusrutuliuose suteikė galimybę aprėpti visą dangų.
„CHIRON spektrografas prie SMARTS teleskopo Čilėje ir TRES spektrografas prie Tillinghasto teleskopo Arizonoje yra puikiai vienas kitą papildantys instrumentai, – teigia Allyson Bieryla, Harvardo–Smitsono astrofizikos centro astronomė. – Turėti du tokius teleskopus skirtinguose Žemės pusrutuliuose – tai galimybė stebėti visas K nykštukes visame dangaus skliaute.“
Skirtingos Paukščių Tako dalys gyvybingumo požiūriu taip pat nėra vienodos, todėl tyrėjai įvertino ir kiekvienos žvaigždės padėtį. Plonojo disko srityje, kur telkiasi didžioji dalis galaktikos žvaigždžių – tarp jų ir K nykštukės, – metalų gausa yra palankesnė planetų formavimuisi.
K tipo žvaigždės sudaro apie 11 % visų žvaigždžių, esančių 33 parsekų, arba maždaug 108 šviesmečių, atstumu. Jos ne tik gyvena ilgiau už Saulės tipo žvaigždes, bet ir nėra tokios audringos kaip raudonieji M tipo nykštukai, pasižymintys stipriai išreikšta žybsnių veikla ir intensyvia ultravioletine spinduliuote. Būtent dėl šių reiškinių M nykštukų sistemų gyvybingumas kelia abejonių.
„Palyginti su M nykštukėmis, K nykštukės skleidžia mažesnį ekstremalios ultravioletinės spinduliuotės kiekį ir turi mažiau žybsnių, todėl aplink jas esančių planetų atmosferos gali būti stabilesnės ir ilgiau išsilaikyti“, – paaiškina autoriai.
Tyrėjams ypač svarbu aptikti brandžias, ramias (quiescent) K tipo žvaigždes, kurių spinduliuotė ir žybsnių aktyvumas yra mažiausias ir mažiausiai pavojingas galimoms planetų atmosferoms.
Nors pagal savo savybes K tipo žvaigždės yra labai perspektyvūs taikiniai gyvybingumo tyrimuose, iki šiol jos, anot autorių, nebuvo tinkamai įvertintos. Maždaug 25 parsekų atstumu nuo Saulės K tipo žvaigždės yra žinomos kaip turinčios mažiau egzoplanetų nei M nykštukės ar Saulės tipo žvaigždės.
Tačiau tai – tik stebėjimų šališkumo pasekmė. Saulės tipo žvaigždės yra ryškesnės, todėl prie jų lengviau aptikti planetas. M nykštukių sistemose palankesnė planetos ir žvaigždės masių proporcija, kas taip pat padeda aptikti egzoplanetas, ypač naudojant radialinių greičių metodą.
„Ši apklausa taps pagrindiniu vietinių žvaigždžių tyrimo pamatu ateinantiems dešimtmečiams“, – sako išskirtinis universiteto fizikos ir astronomijos profesorius Toddas Henry, Carrazco-Gaxiolos vadovas ir vienas vyresniųjų tyrimo autorių. – „Šios žvaigždės ir jų planetos bus būsimos kosminių aparatų kelionių tikslai tolimoje kosmoso tyrinėjimo ateityje.“
