A bolygó lakhatósága annak mércéje, hogy egy csillagászati test képes-e fejleszteni és befogadni az életet . Ez a koncepció ezért különösen alkalmazható mind a bolygókra , mind azok természetes műholdjaira .
A földi biológia tanulmányozásával megszerzett ismeretek szerint az élet fenntartásához szükséges elemek egy mobilizálható anyaggal párosuló energiaforrás , tudván, hogy az élet keletkezésének alátámasztására különböző modelleket javasolnak . Az élhetőség, mint "az élet befogadásának lehetősége" fogalmát azonban lényegében korlátozza a földi biológiai viszonyokkal való összehasonlítás, ami azt jelenti, hogy több más geofizikai , geokémiai és asztrofizikai kritériumot is tiszteletben tartanak. Amennyiben a földönkívüli élet létezése ismeretlen, a bolygó lakhatósága nagyrészt a földi viszonyok és általános jellemzők extrapolációja, amelyek kedvezőnek tűnnek a Naprendszeren belüli élet fejlődése szempontjából . A különösen folyékony víz tekinthető alapvető eleme egy életképes ökoszisztéma . Az ezen a területen végzett kutatások tehát mind a planetológia, mind az asztrobiológia körébe tartoznak .
Régi az az elképzelés, hogy a Földön kívüli bolygók befogadhatják az életet. A történelem során a vita éppúgy filozófiai, mint tudományos . A XX . Század vége két nagy felfedezés színtere volt. Először is, a Naprendszer bolygóinak és műholdjainak megfigyelése és szondákkal történő feltárása alapvető információkat szolgáltatott, amelyek lehetővé tették a Föld és más égitestek közötti lakhatósági kritériumok és geofizikai összehasonlítások meghatározását. Másrészt az extracelluláris bolygók felfedezése , amely 1995-ben kezdődött és azóta felgyorsult, a második fontos fordulópont volt. Megerősítette, hogy a Nap nem az egyetlen csillag, amely a bolygókat befogadja, és kibővítette a lakhatósági kutatások körét a Naprendszeren túl.
A „bolygó lakhatóságának” fogalmának meghatározása a csillagok tanulmányozásával kezdődik . A bolygó lakhatósága nagyban függ a bolygórendszer (és ennélfogva a csillag) jellemzőitől, amely menedéket nyújt. A SETI program Phoenix projektje során Margaret Turnbull és Jill Tarter tudósok 2002-ben kidolgozták a HabCat (a lakható csillagrendszerek katalógusához) fogalmát . A katalógus úgy jött létre, hogy a Földhöz legközelebb álló 120 000 csillagot kivonták a Hipparcos katalógusból . Ezután a pontosabb kiválasztás lehetővé tette 17 000 HabStar izolálását . A kritériumok megválasztása jó kiindulópont volt annak megértéséhez, hogy milyen asztrofizikai jellemzők szükségesek a lakható bolygók befogadásához.
A csillag spektrális osztálya a fotoszféra hőmérsékletét jelzi , amely a fő szekvencia csillagok esetében tömegükhöz kapcsolódik. Jelenleg a becslések szerint az életet hordozó rendszerek ( HabStars ) befogadására képes csillagok megfelelő spektrális tartománya az " F " vagy " G " osztály elejétől a " K- középig" terjed . Ez megfelel valamivel 7000 K és kissé 4000 K közötti hőmérsékleteknek . A Nap, a G2 osztály csillaga, szándékosan ennek a tartománynak a közepén van. Az ilyen típusú csillagok számos sajátossággal rendelkeznek, amelyek fontosak a bolygók lakhatóságának szempontjából:
Ezek a csillagok sem "túl forrók", sem "túl hidegek", és elég sokáig égnek, hogy az életnek esélye legyen megjelenni. Ez a csillagtípus valószínűleg a galaxisunk csillagainak 5-10% -át teszi ki . Másrészt az a kérdés, hogy vajon a kevésbé világító csillagok, vagyis a K osztály és az M osztály vége közötti csillagok (a vörös törpék ) valószínűleg lakható bolygókat is fogadnak-e, továbbra is nyitott marad. Ez azonban kulcsfontosságú, mert a csillagok többsége ilyen típusú.
A lakható zóna ( angolul HZ ) egy olyan elméleti terület a csillag közelében, amelyben az összes jelen lévő bolygó felületén folyékony víz lehet. Az energiaforrás után a folyékony vizet tartják az élet legfontosabb elemének, nagyrészt a Földön betöltött szerepe miatt. Lehetséges, hogy ez csak a földi fajok vízfüggőségéből adódó torzítás tükröződése. Ha életformákat fedeznének fel olyan bolygókon, ahol nincs víz (például ammóniában ), akkor a lakható zóna fogalmát radikálisan felül kellene vizsgálni, sőt teljesen el kell vetni, mert túl korlátozó.
A "stabil" lakóterületnek két sajátossága van. Először is, a helyének az idő múlásával alig változhat. A csillagok fényessége életkorukkal növekszik, és egy adott lakható zóna elmozdul a csillagtól. Ha ez a vándorlás túl gyors (például egy szupermasszív csillag esetében), akkor a bolygók csak nagyon rövid ideig tartózkodnak a lakható zónában, ami nagymértékben csökkenti az ott kialakuló élet valószínűségét. A lakható zóna és elmozdulásának meghatározása a csillag élettartama alatt nagyon nehéz: a visszacsatolások , például a szén-körforgás miatt, általában kompenzálják a fényerő növekedésének hatását. Tehát a csillag evolúciójához hasonlóan a légköri viszonyokra és a bolygó geológiájára vonatkozó feltételezések is nagyon nagy hatással vannak a lakható zóna kiszámítására. Így a Nap lakható zónájának kiszámításához javasolt paraméterek nagyon változatosak voltak, ahogy ez a fogalom kialakult.
Ezután semmilyen nagy tömegű test, például egy óriási gázbolygó nem lehet jelen a lakható zónában vagy annak közelében: jelenléte megakadályozhatja a földi bolygók kialakulását . Ha például a Jupiter megjelent volna abban a régióban, amely jelenleg a Vénusz és a Föld pályája között van , akkor ezek valószínűleg nem alakulhattak volna ki ( kivéve e bolygó műholdaként ). Míg egy időben a tudósok azt feltételezték, hogy a földi bolygók kombinációja a belső pályákon - a gáz óriás bolygók a külső pályákon a szokásos, az extrapoláris bolygók legújabb felfedezései ellentmondanak ennek a hipotézisnek. Számos óriási gázbolygót (forró Jupiter) találtak csillaguk közelében lévő pályákon, és ezzel eltörölték az esetleges lakható zónákat. Az extracelláris bolygókról jelenleg rendelkezésre álló adatok valószínűleg elfogultak, mivel a excenteres pályájú és a csillag közelében lévő nagy bolygókat könnyebb megtalálni, mint mások. A mai napig még nem sikerült meghatározni, hogy a bolygórendszer mely típusa a leggyakoribb.
Valamennyi csillag fényerő-változásokat tapasztal, de ezeknek az ingadozásoknak a mértéke csillagonként nagyon eltérő. A legtöbb csillag viszonylag stabil, de jelentős kisebbség változó, és gyakran hirtelen és intenzíven megnő a fényerő. Ennek eredményeként a keringő testek által kapott sugárzási energia mennyisége élesen változik. Az utóbbiak ezért gyengén jelölték az élet üdvözlésére alkalmas bolygók befogadását, amennyiben az energiaáramlás erős változásai negatív hatással lennének az organizmusok túlélésére. Például egy adott hőmérsékleti tartományhoz igazodó élőlények valószínűleg nehezen tudják túlélni a nagy hőmérséklet-ingadozásokat. Ezen túlmenően, permetezésre fény általában kíséri a kibocsátott nagy dózisú gamma-sugarak és a X-sugarak , sugárzások ami halálos lehet. A bolygók légköre enyhítheti az ilyen hatásokat (a napfényesség 100% -os növekedése vagy megduplázódása csak "csak" ~ 20% -os növekedést jelent a Föld (abszolút) hőmérsékletében, vagyis ~ 50 ° C ), de az is lehetséges, hogy az ilyen bolygók nem képesek megtartani atmoszférájukat, mert az azt ismétlődő erős sugárzás szétszórhatja.
A Nap nem ismeri ezt a fajta változást: a szoláris ciklus során a minimális és a maximális fényerő közötti különbség körülbelül 0,1%. Jelentős (és vitatott) bizonyíték van arra, hogy a Nap fényességében bekövetkező változások, bár kicsiek, a történelmi időszakban jelentős hatással voltak a Föld éghajlatára . A kis jégkorszakot a napfény hosszú időn át tartó csökkenése okozhatta. Így nem szükséges, hogy egy csillag változó csillag legyen, hogy a fényességének változásai befolyásolják a lakhatóságot. Az ismert napelem-analógok közül a legerősebben a Naphoz hasonlít a 18 Scorpii . A két csillag közötti nagy különbség a napciklus amplitúdója, amely sokkal nagyobb, mint 18 Scorpii, ami nagyban csökkenti annak valószínűségét, hogy élet alakulhat ki pályáján.
Ha egy csillagban a legelterjedtebb elemek mindig a hidrogén és a hélium , akkor a fémes elemek mennyiségében nagy eltérések vannak (a csillagászatban "fémnek" nevezzük, vagy "fémesnek" minősítjük bármely nehezebb elemnek, mint a hélium), amelyet tartalmaznak . A csillagok magas fémmennyisége megfelel a kezdeti protoplanetáris korongban található nehéz elemek mennyiségének . A bolygórendszerek napködökön belüli képződésének elmélete szerint a csillagban lévő kis mennyiségű fém jelentősen csökkenti a körülötte lévő bolygók kialakulásának valószínűségét. Bármely bolygó, amely egy fémben szegény csillag körül alakult ki, valószínűleg kis tömegű, ezért kedvezőtlen lenne az élet számára. Az olyan rendszerek spektroszkópos vizsgálata , amelyekben exobolygókat találtak, megerősítik a magas fémszint és a bolygók képződése közötti kapcsolatot: „a bolygókkal, vagy legalábbis a mostanihoz hasonló bolygókkal rendelkező csillagok egyértelműen fémekben gazdagabbak, mint a csillagok nélkül bolygó társ ”. A fémesség hatása megkülönbözteti a lakható csillagok potenciális életkorát: a világegyetem történetének kezdetén kialakult csillagok alacsony fémtartalommal rendelkeznek, és ennek megfelelő valószínűséggel fogadják a bolygótársakat.
A jelenlegi becslések azt sugallják, hogy a csillagok legalább fele bináris rendszerben van , ami komolyan megnehezíti a lakhatóság fogalmának körülhatárolását. A bináris rendszer két csillaga közötti távolság egy csillagászati egység és néhány száz között van. Ha a két csillag között nagy a különbség, akkor a második csillag gravitációs hatása az első csillag körül forogó bolygóra elhanyagolható lesz: lakhatósága csak akkor módosul, ha a pálya erősen excentrikus (lásd például a Nemesis hipotézisét ). Amikor azonban a két csillag közelebb van egymáshoz, a bolygónak nem lehet stabil pályája. Ha egy bolygó és főcsillaga közötti távolság meghaladja a két csillag közötti minimális távolság ötödét, akkor a bolygó keringési stabilitása nem garantált. Nem biztos, hogy a bolygók bináris rendszerben képződhetnek, mert a gravitációs erők megzavarhatják a bolygók kialakulását. Alan Boss , a Carnegie Intézet elméleti munkája kimutatta, hogy a bináris rendszerekben a csillagok körül gázóriások képződhetnek hasonló módon, mint a magányos csillagok körül kialakulnak.
Az Alfa Centauri , a Naphoz legközelebb eső csillag hangsúlyozza, hogy a bináris csillagokat nem szabad rutinszerűen félretenni lakható bolygók keresésekor. A Centauri A és B minimális távolsága 11 AU (átlagosan 23 AU), és mindkettőjüknek stabil lakóterülettel kell rendelkeznie. A bolygók hosszú távú orbitális stabilitásának szimulációja ebben a rendszerben azt mutatja, hogy a két csillag egyikétől körülbelül 3 AU távolságban lévő bolygók stabil pályán maradhatnak (vagyis a fél-fő tengely kevesebb, mint 5% eltér). A Centauri A lakható zónája legalább 1,2–1,3 AU, a Centauri Bé pedig 0,73–0,74 AU.
A lakható bolygókkal kapcsolatos fő feltételezés az, hogy tellúrák . Az ilyen bolygók, amelyek tömege ugyanolyan nagyságrendű lenne, mint a Föld, főként szilikátokból állnak, és nem tartottak meg külső hidrogén- és héliumrétegeket, mint a gáznemű bolygók. Nincs kizárva egy olyan életforma, amely a gázóriás felhők felső rétegeiben lakna, bár szilárd felület hiányában ez valószínűtlennek tekinthető, ezért a homeosztázist megőrző fix környezet , a gravitáció nem jelent fő akadályt. Másrészt az ilyen bolygók természetes műholdai nagyon jól be tudják fogadni az életet; azonban könnyen előfordulhat, hogy kedvezőtlen tömegjellemzőket mutatnak: ritkán tudták elérni és meghaladni a Mars tömegét (lásd a Mise részt ).
Az életet valószínűleg támogató környezetek elemzése során általában megkülönböztetjük az egysejtű organizmusokat, például a baktériumokat és az archeákat a bonyolultabb állati életformáktól . Az egysejtűség minden hipotetikus filogenetikai fában szükségszerűen megelőzi a többsejtűséget , és az egysejtű szervezetek megjelenése nem feltétlenül vezet bonyolultabb életformák megjelenéséhez. Az alábbiakban felsorolt bolygójellemzőket alapvetőnek tartják az élet szempontjából, de a bolygó lakhatósági körülményei minden esetben szigorúbbak lesznek a többsejtű szervezetek, például a növények és az állatok számára, mint az egysejtűeké.
A kis tömegű bolygók két okból is szegény jelöltek lennének az élet befogadására. Először is, gyengébb gravitációjuk hajlamosabbá teszi légkörük gyengébbé tételét. Az életet alkotó molekulák sokkal nagyobb valószínűséggel érik el a felszabadulás sebességét, és kilökik az űrbe, ha a napszél vagy ütközés hajtja őket . A vékony atmoszférájú bolygóknak nem lenne elegendő anyaguk a kezdeti biokémiához , kevés a szigetelésük, és a felületükön keresztül is rossz a hőátadás (például a vékony atmoszférájú Mars hűvösebb, mint a Föld ugyanolyan távolságra lett volna a Naptól) és kevesebb védelmet nyújt a nagyfrekvenciás sugárzás és a meteoroidok ellen . Ezenkívül a kisebb bolygók átmérője kisebb, ezért nagyobb a felület / térfogat aránya, mint a nagyobb unokatestvéreké. Az ilyen testek hajlamosak arra, hogy kialakulásuk után sokkal gyorsabban meneküljenek energiájukból, ezért kevés a geológiai aktivitásuk. Nincsenek vulkánjaik , földrengéseik és tektonikus aktivitásuk , amelyek életfenntartó elemeket juttatnak a felszínbe, a hőmérsékletet szabályozó molekulák (például szén-dioxid ) pedig a légkörbe .
Az "alacsony tömeg" kifejezés csak relatív: a Földet kis tömegnek tekintik, összehasonlítva a Naprendszer óriási bolygóival, de a földi bolygók közül a legnagyobb, legnagyobb tömegű és sűrűbb. Elég nagy ahhoz, hogy gravitációja megtartsa légkörét, és hogy folyékony magja továbbra is aktív és forró maradjon, így geológiai aktivitást generál a felszínen ( a bolygó szívében lévő radioaktív elemek bomlása a másik hőforrás. bolygók). A Mars éppen ellenkezőleg, szinte (vagy talán teljesen) inaktív és elvesztette légkörének nagy részét. Így úgy tűnik, hogy egy bolygó minimális tömege ahhoz, hogy lakható legyen, valahol a Mars és a Föld (vagy a Vénusz ) tömege között van, ≥ 1/2 földtömeg (?).
Ez a szabály azonban kivételeket ismerhet el: az Io , a Jupiter műholdja, amely kisebb, mint a földi bolygók, vulkáni tevékenységet folytat a jovi gravitációs befolyás által generált korlátok miatt. Szomszédja, Európa , a jovi gravitációs mező által létrehozott energia, valamint az Io-val és Ganymede- szel való kölcsönhatás miatt folyékony óceánt rejthet a jeges felszíne alatt . Más okból a Szaturnusz egyik holdja , a Titan bizonyos érdeklődéssel bír: sűrű atmoszféráját megtartotta, és a felszínén lévő folyékony metánban biokémiai reakciók lehetségesek . Ezek a műholdak kivételek, de bizonyítják, hogy a tömeget nem szabad diszkriminatívnak tekinteni a lakhatóság szempontjából. Meg kell adnunk azt is, amit keresünk; élet (ek), mikrobiális, többsejtű vagy összetett állat lehetősége, amely technológiai civilizációhoz vezethet.
Végül egy nagy bolygónak valószínűleg nagy magja lesz vasból. Ez utóbbi mágneses teret hoz létre, amely megvédi a bolygót a napszéltől , amely ennek hiányában hajlamos lenne a bolygó atmoszférájának „erodálására” és az élőlények ionizált részecskékkel történő bombázására. A tömeg nem az egyetlen elem, amelyet figyelembe kell venni a mágneses mező létezésének meghatározásakor. A bolygónak olyan gyorsan kell mozognia , hogy dinamója legyen a magjában.
A többi kritériumhoz hasonlóan a bolygó pályája és forgása szempontjából is elengedhetetlen a stabilitás , hogy lakható legyen. Minél nagyobb az orbitális excentricitás , annál nagyobb a hőmérséklet ingadozása a bolygó felszínén. Noha alkalmazkodnak, az élő szervezetek nem képesek ellenállni a túl sok variációnak, különösen, ha ez lefedi a bolygó fő biotikus oldószerének forráspontját és olvadáspontját (a Földön, l 'víz). Ha például bolygónk óceánjai elpárolognának (akár részlegesen is), és egymás után megfagynának, nehéz lenne elképzelni azt az életet, amelyről tudjuk, hogy ott kialakulhatott. A Föld pályája szinte kör alakú, excentricitása kisebb, mint 0,02. A Naprendszer többi bolygója (a Merkúr kivételével ) hasonló excentricitásokkal rendelkezik. Az extrapoláris bolygók excentricitásaival kapcsolatban gyűjtött adatok meglepették a legtöbb kutatót: 90% -uk excentricitása nagyobb, mint a Naprendszer bolygóinaké, az átlag 0,25. Ez a jellemző az egyszerű megfigyelési torzításnak köszönhető, mert az erős excentricitás növeli a csillag oszcillációját, és ezáltal megkönnyíti a bolygó észlelését.
Egy bolygó mozgásának a forgástengelye körül kétségtelenül tiszteletben kell tartania bizonyos jellemzőket, hogy az életnek esélye legyen a fejlődésre.
Úgy tűnik, hogy a Hold döntő szerepet játszik a Föld éghajlatának szabályozásában azáltal, hogy stabilizálja a forgástengely dőlését. Felvetődött, hogy egy olyan bolygó, amelynek dőlése kaotikus mozgással járna, nem képes befogadni az életet: a Hold méretű műhold nemcsak hasznos, de akár elengedhetetlen is lehet a lakhatósághoz. Ez a tézis azonban ellentmondásos.
Általában úgy vélik, hogy minden földönkívüli élet kell építeni az azonos kémiai, mint a Föld: ez a feltörekvő értekezés szén sovinizmus . A földi élet négy legfontosabb eleme ( szén , hidrogén , oxigén és nitrogén ) egyben az univerzum négy leggyakoribb reaktív kémiai eleme . Valójában egyszerű prebiotikus molekulákat, például aminosavakat találtak a meteoritokban és a csillagközi térben . Tömeg szerint ez a négy elem a szárazföldi biomassza körülbelül 96% -át teszi ki . A szénatomok páratlanul képesek egymással kémiai kötéseket létrehozni, és nagy, összetett struktúrákat alkotnak, így ideálisak az élőlényeket alkotó komplex mechanizmusok alapjául. Az oxigénből és hidrogénből álló víz az oldószer, amelyben a biológiai folyamatok és az élet megjelenéséhez vezető első reakciók lejátszódtak. A szénatomok, valamint a szénhidrátok és más szerves molekulák disszociációja során felszabaduló hidrogén energiája közötti kovalens kötés energiája minden összetett életforma üzemanyaga. Ez a négy elem kombinálva aminosavakat képez, amelyek maguk alkotják a fehérjéket, az élő szervezetek nélkülözhetetlen összetevőit.
A tér különböző elemeinek relatív bősége nem mindig hasonló a különböző bolygókon. Például a fent említett négy elem közül a földkéregben csak oxigén van jelen nagy mennyiségben . Ez részben azzal magyarázható, hogy ezen elemek közül sok, mint például a hidrogén és a nitrogén, valamint más egyszerű molekulák, például a szén-dioxid , a szén-monoxid , a metán , az ammónia és a víz, magas hőmérsékleten gázneműek. A Nap közelében lévő meleg régiókban ezek az illékony molekulák nem játszottak nagy szerepet a bolygók geológiai kialakulásában. Valóban gázos állapotban rekedtek az újonnan kialakult kéreg alatt. Ezek nagyrészt nem illékony, sziklás formájú molekulákból állnak , mint például a szilícium-dioxid ( szilíciumból és oxigénből álló molekula, amelynek a földkéregben található nagy mennyisége magyarázza az oxigént). Az illékony molekulák gáztalanítása az első vulkánok által hozzájárult a bolygók légkörének kialakulásához . A Miller-Urey-kísérlet kimutatta, hogy energiabevitel mellett az elsődleges atmoszférában jelenlévő egyszerű molekulákból aminosavakat lehet szintetizálni.
Ennek ellenére a vulkanikus gázkibocsátás nem tudja megmagyarázni a víz mennyiségét a Föld óceánjában. Az élethez szükséges víz nagy része és talán némi szén valószínűleg a Külső Naprendszerből származik, ahol a Nap melegétől távol szilárd tudott maradni. Az üstökösök és a szén-dioxid-kondritok a Naprendszer kezdetén a Földbe csapódva nagy mennyiségű vizet raktak volna le, valamint az élethez szükséges többi illékony molekulát (beleértve az aminosavakat is). Ez lehetővé tette volna az élet gyors megjelenését a Földön.
Tehát bár valószínű, hogy a négy fő elem más helyeken is jelen van, egy lakható rendszerhez folyamatos keringő testellátásra lenne szükség annak érdekében, hogy a belső bolygókat elemekkel látják el. Lehetséges, hogy az élet, amilyennek a Földön ismerjük, nem létezne üstökösök és széntartalmú kondritok hozzájárulása nélkül. Az a kérdés azonban továbbra is vitatott, hogy egy másik kémia alapján felépített életformák építőelemekként szolgálhatnak-e .
A föld mágneses tere a földmag hőjéből származik, amely részben folyékonyvá teszi. Ez a hő elsősorban a kálium-40 természetes radioaktivitásából , valamint a tórium 232 , az urán-235 és az urán-238 bomlási láncaiból származik . Úgy tűnik, hogy az utóbbi elemek tartalomtartománya, amely lehetővé teszi a mágneses mező kialakulását, nem túl széles, annak ellenére, hogy ennek a paraméternek a változása a közeli csillagrendszerekben megfigyelhető.
A vörös törpék lakhatóságának meghatározása segíthet meghatározni, hogy az élet általános-e az Univerzumban . Valójában a vörös törpék a galaxisunk csillagainak 80-85% -át képviselik, ami körülbelül "a Tejútrendszer 200 milliárd csillagából 160 milliárd" -nak felel meg.
Az árapályerők hatásaA csillagászok évek óta kizárták a vörös törpéket a potenciálisan lakható rendszerekből. Kis méretük (0,1 és 0,6 naptömeg között) rendkívül lassú magreakcióknak felel meg : nagyon kevés fényt bocsátanak ki (a Nap fényének 0,01 és 3% -a között). Bármely vörös törpe körül keringő bolygónak nagyon közel kell lennie a fogadó csillaghoz, hogy a felszín hőmérséklete a Föld hőmérsékletéhez hasonló legyen: 0,3 AU (valamivel kevesebb, mint a Merkúr ) egy olyan csillag esetében, mint a Lacaille 8760 , 0,032 AU (ilyen év) egy bolygó hat Földi napot bírna) egy olyan csillag esetében, mint a Proxima Centauri . Ezen távolságokon a csillag gravitációja szinkron forgást okoz a gravitációs retesz jelensége által. A bolygó egyik fele folyamatosan világít, míg a másik soha nem. Az egyetlen lehetőség arra, hogy a potenciális életet ne érje szélsőséges hő vagy hideg, az az eset, ha ennek a bolygónak olyan vastag atmoszférája van, hogy a hőt a megvilágított féltekéről át tudja vinni az éjszakai féltekére. Sokáig azt feltételezték, hogy egy ilyen vastag légkör megakadályozza a csillag fényének felszínre jutását, lehetetlenné téve a fotoszintézist .
A legutóbbi Eredmények azonban inkább ezt a nézetet vitatják. Tanulmányok Robert Haberle és Manoj Joshi az Ames Research Center of NASA azt mutatta, hogy a hangulatot egy bolygó körül vörös törpe csak akkor kell 15% -kal vastagabb, mint a Föld lehetővé teszi a hő a csillag diffúz az arcon soha világít Néhány modelljükön a víz fagyos maradna ezen az arcon. Ez a margó ráadásul teljes mértékben kompatibilis a fotoszintézissel. Martin Heath, a Greenwichi Közösségi Főiskola azt mutatta, hogy a tengervíz akkor is keringhet, hogy nem fagy le teljesen az árnyékos oldalon, ha az óceánok elég mélyek lennének azon az oldalon, hogy lehetővé tegyék a víz szabad mozgását a felszínen található jégtakaró alatt. Tehát a vörös törpe körül keringő, megfelelő óceánokkal és légkörrel rendelkező bolygó - legalábbis elméletileg - befogadhatta az életet.
Ezenkívül egy másik tényező valószínűleg megkerüli a csillag szükséges közelségének és ennek következtében az árapály hatásait : egy nagy bolygó (például egy gázóriás ) pályáján található exolunust gravitációs zárolásnak vetnek alá. maga a bolygó és nem a csillaggal; ezért az exolunus részesülhet egy olyan nappali és éjszakai ciklusból, amely megfelel a bolygó körüli forgási időszakának, és amelyet az ugyanazon bolygó által rendszeresen előállított napfogyatkozások zavarnak meg. Abban az esetben, ha a bolygó a vörös törpe lakható zónájában található , például a bolygó vándorlása után , az exolun maga is a lakható zónában lenne , de a gravitációs reteszelés nélkül a vörös törpével . Egy ilyen exolune lenne stabil pályára, feltéve, hogy annak időtartama forgása a bolygó körül kisebb, mint körülbelül 1/9 th időszak forgási ez ugyanaz a bolygó körül csillag. Az exolun túl nagy közelsége azonban valószínűleg túl fontos árapály-felmelegedéshez vezethet (vö . Io vulkanizmusa ), és / vagy elszabadulhat az üvegházhatás , tudatában annak, hogy ez a fűtés fenntartható lenne abban az esetben olyan orbitális excentricitással rendelkezik, amelyet más természetes műholdak orbitális rezonancia hatása tart fenn . Az exolun összetétele a kialakulásának folyamatától függ:
A méret azonban nem az egyetlen kritérium, ami valószínűtlenné teszi az élet jelenlétét a vörös törpék körül. A vörös törpe körüli bolygó csak az egyik oldalán világít, ezért a fotoszintézis lehetetlen lenne felülete több mint felén (az éjszakai oldalon és az árnyékos területeken a megvilágított oldalon). Ezenkívül a vörös törpe sugárzása főleg az infravörös tartományban van, míg a Földön a fotoszintézis látható fényt használ. Spektrumának egy része azonban látható (főleg piros színű), és a fotoszintézis (földi) jó részét ezzel a spektrális ablakkal végzik. Ezen felül el lehet képzelni egy rendszert, amely közeli infravörös kapcsolatot használ .
A vörös törpék változékonyságaA vörös törpék sokkal változékonyabbak és erőszakosabbak, mint a nagyobb és stabilabb unokatestvérek. Gyakran napfoltok borítják őket, amelyek néhány hónapig akár 40% -kal csökkenthetik a csillag által kibocsátott fényt, máskor pedig óriási napkitörések pár perc alatt megduplázzák a fényességét. Az ilyen eltérések súlyosan károsíthatják az életet, bár lehetséges, hogy a mutációk sebességének növelésével és az éghajlat gyors megváltoztatásával serkentenék a fajok evolúcióját .
CsillagéletA vörös törpéknek azonban komoly előnyük van a többi csillaggal szemben, mint életfogadó rendszerrel: nagyon sokáig égnek. Az emberiség 4,5 milliárd évvel a bolygónk és az életünk kialakulása után jelent meg a Földön, mivel tudjuk, hogy csillagunk körül csak 500 millió és kevesebb mint 1 milliárd év közötti időszakban lesznek megfelelő körülmények. Éppen ellenkezőleg, a vörös törpék több tízmilliárd évig éghetnek , mert a nukleáris reakciók, amelyeknek ők a helyük, sokkal lassabbak, mint a legnagyobb csillagoké. Az életnek ezért sokkal több ideje lenne fejlődni és fejlődni. Ezenkívül bár annak a valószínűsége, hogy egy vörös törpe körüli lakható zónában bolygót találunk, a vörös törpék körüli lakható zónák teljes száma megegyezik a Nap-szerű csillagok számával, figyelembe véve nagy számukat.
A barna törpék (talán) nagyobb számban vannak, mint a vörös törpék. Ők azonban nem tekinthetők csillagoknak, mivel nagyon kevés hőt bocsátanak ki.
A 2004 , az első exoplanet körül keringő barna törpe, 2M1207 b körül keringő 2M1207 , fedezték fel . Ennek a testnek a tömegét a Jupiter 3 és 10 tömege között becsülik. Ez a megfigyelés megerősíti a barna törpék körüli bolygók jelenlétének lehetőségét, bár elméletileg por- és gázkorongjuk nem túl masszív, és jelentős méretű bolygó kialakulása előtt szétszóródna. Ha azonban egy barna törpe sokkal hidegebb, mint a mi Napunk, akkor a lakható zóna korlátozott és nagyon közel áll a barna törpéhez, és lehűlve csökken. Valószínű, hogy a barna törpék körüli rendszerek nem képesek életet hordozni, legalábbis ahogy mi ismerjük.
A Good Jupiters vannak óriás gáz bolygó , mint a bolygó Jupiter Naprendszer, ami körül forog a csillag pályán keringenek, elég távol a lakható zónában, hogy nem zavaró hatás, de elég közel, hogy „megvédje” földi bolygókon található belső pályák. Mindenekelőtt stabilizálják e bolygók pályáját, és ezáltal éghajlatukat. Ezenkívül segítenek korlátozni az üstökösök és aszteroidák számát, amelyek pusztító hatásokat okozhatnak az életet hordozó bolygón. A Jupiter a Nap körül körülbelül ötször nagyobb távolságban forog, mint a Föld (~ 5,2 AU ). A tudósok remélik, hogy más csillagok közelében, hasonló távolságban találnak "jó Jupitereket". A Jupiter szerepére 1994-ben derült fény, amikor a Cipész-Levy 9 üstökös ott lezuhant. Ha a jovi gravitáció nem ragadta volna meg az üstökösöt, nagyon jól beléphetett volna a belső naprendszerbe. Ezenkívül stabilizálja az aszteroidákat azáltal, hogy korlátozza pályájuk variálhatóságát, és úgynevezett „Kirkwood” résekkel körülhatárolt „családokba” helyezi őket , ezáltal csökkentve a földi bolygókra gyakorolt hatások gyakoriságát.
A Naprendszer korai életkorában a Jupiternek fordított szerepe volt: hozzájárult az aszteroidaövben található tárgyak pályájának excentricitásának növeléséhez . Közülük nagy számban csapódtak be a Földbe, és nagy mennyiségű illékony elemekkel látták el. Mielőtt a Föld elérte jelenlegi tömegének felét, a Jupiter és a Szaturnusz körüli régió jeges testei és az eredeti aszteroidaöv kis testei vizet hoztak a Földre a Jupiter és a Szaturnusz által generált pályák gravitációs zavarai miatt. Így, bár a gázóriások ma már hasznos védők, fontosak voltak abban, hogy lehetővé tegyék a lakhatékonysághoz elengedhetetlen anyagellátást.
A tudósok feltételezték azt is, hogy a galaxis bizonyos területei („lakható galaktikus területek”) jobban lehetővé teszik az élet létét, mint mások. A Naprendszert, amelyben élünk, Orion karjában , a Tejútrendszer egyik oldalán, kedvező helyszínnek tekintjük. Nagyon messze a galaktikus központtól elkerüli bizonyos veszélyeket:
Végső soron relatív csillagszigetelésre van szüksége egy élet-jelen rendszernek. Ha a Naprendszert sok szomszédos rendszer veszi körül, ezek megzavarhatják a Naprendszerben lévő tárgyak (különösen az Oort-felhő és a Kuiper-öv tárgyai) stabilitását, amelyek katasztrofális következményekkel járhatnak, ha a Naprendszer belseje felé térnek el. ). A közeli szomszédok is növelik annak lehetőségét, hogy a pulzár vagy a szupernóva- robbanás halálos zónájában lehessenek .
A Planetary Habitability Index ( PHI ) egy index, amelyet néhány exobiológus és asztrofizikus javasol. Eltér a Föld hasonlósági indexétől , amely geocentrikusabb képet nyújt.