I jakten på utenomjordisk liv begynner forskere å lete etter verdener som dreier seg om stjerner, som vår jord - rundt solen. Tross alt, den konstante varmen som den glødende gule kulen på himmelen gir oss, og gjorde livet på jorden mulig.
Men ettersom astronomer fortsetter å oppdage tusenvis av planeter, innser de at hvis (eller når) vi finner tegn på utenomjordisk liv, er det høyst sannsynlig at disse romvesener vil bane rundt en stjerne som er veldig forskjellig fra solen vår. Det vil være rødere, kaldere, mindre og lettere enn stjernen vår. I jakten på utenomjordisk liv vender mange astronomer blikket mot slike små stjerner kjent som røde dverger eller M-dverger.
For det første er det verdt å merke seg at astronomer aldri brydde seg mye om M-dverger. Etter oppdagelsen av den første planeten utenfor solsystemet i 1995, begynte forskere jakten på jordens sanne kolleger: steinete planeter som ligner på vår som dreier seg om stjerner som ligner på solen vår. Jakten på nettopp slike systemer har ledet astronomer i store deler av 2000-tallet, sier astronom Phil Muarhead fra Boston University.
Da innså astronomer at det kan være teknisk lettere å søke etter planeter rundt M-dverger. Det er vanskelig å finne en annen planet, og astronomer er avhengige av to hovedmetoder. For det første ser de etter reduksjonen i stjernens lysstyrke som oppstår når en planet passerer foran den. For det andre måler astronomer en liten wobling i en stjerne, forårsaket av den svake tyngdekraften til en annen planet. Begge disse metodene fungerer bra med en planet som kretser rundt en M-dverg. I tillegg roterer den oftere, noe som øker sjansene for deteksjon.
M-dverger har fått et stort løft takket være Kepler-romteleskopet, lansert i 2008. Teleskopet kikker inn i et lite himmelstrøk og ser etter plutselig mørkfarging av stjerner som oppstår når planeter passerer foran dem. Dermed oppdaget teleskopet mer enn tusen planeter. "Kepler forandret alt," sier Muarhed.
Fordi M-dvergsystemer er lettere å oppdage, har mange av planetene i banene deres blitt oppdaget gjennom seleksjonseffekter. Men som Muarhed med rette påpeker, er Kepler også konstruert for å søke etter jordstørrelse planeter som kretser rundt sollignende stjerner. Bare nå antyder tallene fortsatt at vi trenger å se etter liv på planeter i nærheten av M-dverger.
"Du vil heller finne en potensielt beboelig planet i nærheten av en M-dverg enn i nærheten av en sollignende stjerne," sier astronom Courtney Dressing fra Harvard.
Kampanjevideo:
Hun analyserte hvor mange planeter på jorden - det vil si med en radius på en til halv jord - kretser rundt M-dverger i en potensielt beboelig sone (Goldilocks-sonen, regionen rundt en stjerne der flytende vann kan eksistere på planets overflate). I følge hennes siste beregninger har en av fire M-stjerner en slik planet.
Dette er høyere enn estimert estimat for jordlignende planeter som kretser rundt analoger av solen, sier forskeren. En analyse av astronomen Eric Pettiguere fra University of California, Berkeley, har vist at mindre enn 10% av sollignende stjerner har planeter med en radius på en til to jordarter.
M-dverger har en annen viktig egenskap. De er de mest utbredte stjernene i galaksen, og står for omtrent 75% av hundrevis av milliarder stjerner i Melkeveien. Hvis Dressings anslag er riktig, kan vår galakse ha i størrelsesorden 100 milliarder jordlignende planeter som kretser i den potensielt beboelige sonen til stjerner av M-typen.
Vær oppmerksom på at disse estimatene har mange begrensninger. De avhenger av hva som menes med en potensielt beboelig sone, og dette er ennå ikke veldig godt definert. Som regel er den beboelige sonen der den ikke er for varm, ikke for kald og det kan være flytende vann. Men det er også mange forbehold om hvor godt planetens atmosfære kan holde vann (Venus, hvis noe, er også i en potensielt beboelig sone).
Med mer generelle estimater som utvider den potensielt beboelige sonen, kan Pettiguere-tallene for jordlignende planeter i sollignende stjerner være så høye som 22% eller mer. Men Dressings tall kan også øke.
Opprinnelig var astronomer skeptiske til M-dverger, fordi de ikke trodde at en slik stjerne kunne ha noen beboelig planet. På den ene siden er M-dverger mer aktive, spesielt i løpet av de første milliarden årene av livet. De kan bombardere planeten med dødelig ultrafiolett stråling. De kan avgi kraftige stjernelys som frarøver atmosfæren på planeten.
Og siden planetens bane vil ligge nær M-dvergen, kan stjernens tyngdekraft endre planets rotasjon rundt sin akse. Hvis en slik planet ble blokkert tidevis, ville det være en evig dag på den ene siden av planeten og en evig natt på den andre. Den lette delen av planeten vil bli stekt, mens den mørke delen vil fryse helt - ikke det mest gjestfrie miljøet for livet.
Utenomjordisk liv
Ingen av disse spørsmålene er løst fullt ut, og noen astronomer anser dem ikke som alvorlige problemer i det hele tatt. For eksempel Eomawa Shields fra University of California, Los Angeles. For eksempel kan beboelighet avhenge av bestemte typer og hyppighet av utbrudd, som fremdeles ikke er godt forstått. Datamodeller har også vist at atmosfæren kan omfordele varme, og forhindrer at den mørke siden av planeten fryser.
I noen henseender kan planeten rundt M-dvergen være enda mer gjestfri enn den virket. En bebodd planet må inneholde mye vann og is, og Shields analyserte hvordan stjernelyset til en M-dverg samhandler med atmosfæren og den isete overflaten på en slik planet. M-dvergen produserer mer infrarød stråling enn en sollignende stjerne, og siden atmosfæren og isen til en planet i bane absorberer infrarødt lys godt, vil ikke planeten fryse så raskt som en sollignende stjerne. Og selv om det fryser, vil det fort tine.
Denne typen stabilt klima kan gi et blomstrende liv mer tid til å utvikle seg uten forstyrrelser som rask kjøling eller oppvarming. Ikke desto mindre legger Shields til at den frosne planeten ikke trenger å være ubeleilig for livet. Jorden kunne tross alt ha gått gjennom Snowball Earth-perioden for over 600 millioner år siden.
Mens noen astronomer fortsetter å observere M-dverger, vil andre fortsatt studere sollignende stjerner. Foreløpig vender forskere seg stadig mer til studiet av M-type systemer. Keplers oppdrag nærmer seg slutten, men astronomer venter på Transitin Exoplanet Survey Satellite, som begynner i 2017. TESS vil søke etter planeter rundt lyse stjerner, inkludert mange M-dverger.
James Webb-romteleskopet, etterfølgeren til Hubble-saken, som ble lansert i 2018, kunne til og med analysere atmosfærene til slike planeter. I følge Muarhed vil imidlertid dette teleskopet bare kunne målrette M-dverger; nye oppdrag vil være nødvendig for å målrette mot sollignende stjerner.
Etter hvert som ressursene blir stadig mindre, må astronomer velge mellom å fokusere på M-dverger og sollignende stjerner. Løsningen vil avhenge av hva de finner de neste årene. Astronomer er sikre på at de vil finne en potensielt beboelig planet uansett hva.
Når det gjelder livet, er dette spørsmålet mer komplisert. "Jeg vet ikke når dette vil skje, men jeg skulle ønske det ville skje snarere enn senere - og jeg er sikker på at det vil skje," sier Shields. "Det eneste spørsmålet er om og når det vil være finansiering."
