Новые исследования показывают, как элементы с малым содержанием влияют на «обитаемые зоны» звезд
Теперь, исследуя элементы с малым содержанием в материнских звёздах, исследователи приходят к пониманию того, как развиваются обитаемые зоны, и как такие элементы на них влияют. Для определения, какие элементы есть в звезде, учёные проводят спектральные исследования. Элементы с малым содержанием тяжелее водорода и гелия, которые являются основными компонентами звёзд. Вариации в составе звёзд предположительно влияют на окружающие их обитаемые зоны.
Исследованием руководил Патрик Янг, теоретик в области астрофизики и астробиологии Университета Аризоны. Янг и его группа представили свои открытия 11 января 2012 года на ежегодной встрече Американского астрономического сообщества в Остине, Техас, США. Он и его коллеги исследовани более сотни карликовых звёзд.
Изобилие этих элементов влияет на светопроницаемость звёздной плазмы. На звёздную эволюцию также влияют кальций, натрий, магний, аллюминий и кремний: более высокие уровни этих элементов, как правило, приводят к формированию более холодных и красных звёзд. Как объясняет Янг, продолжительность жизни звезды в стабильном состоянии зависит от нагрева плазмы звезды термоядерными реакциями, создающими давление, противостоящее сжимающей звезду гравитации. Более низкая прозрачность приводит к более эффективному удержанию энергии реакций, в результате чего звезда имеет больший радиус и меньшую температуру. Более эффективное использование энергии также значит, что выгорание "топлива" протекает медленнее, в результате чего срок жизни звезды увеличивается.
Время жизни обитаемой зоны звезды также находится под воздействием другого элемента - кислорода. Янг продолжает: "Время обитаемости на орбите размером с земную возле звезды массой в одну массу Солнца составляет всего 3,5 миллиарда лет возле бедных кислородом звёзд, в то время как возле богатых кислородом - достигает 8,5 миллиардов лет. Для сравнения по нашим оценкам Земля будет оставаться обитаемой ещё примерно миллиард лет и в сумме пробудет в обитаемом состоянии 5,5 миллиардов лет до того, как Солнце станет слишком ярким. С формирования Земли до появления на ней сложных форм жизни прошло около 3,9 миллиардов лет, следовательно, бедные кислородом звёзды явно не идеальные варианты для поддержания развития жизни".
Помимо обитаемой зоны, состав звезды также может определять состав образующихся планет. Соотношения углерод-кислород и магний-кремний в звёздах могут определять, какими будут планетообразующие породы: силикат магния (MgSiO3), диоксид кремния (SiO2), ортосиликат магния (Mg2SiO4) или оксид магния (MgO). Также состав звезды может отобразиться на том, будут ли твёрдые породы на планете основываться на углероде, а не на кремнии, как на нашей планете. Влияние может оказываться даже на внутреннее строение, т.к. радиоактивными элементами может определяться, будет ли ядро планеты твёрдым или расплавленным. Тектонические явления, сыгравшие по современным представлениям существенную роль в формировании жизни на Земле, характерны для расплавленного ядра.
Янг и его команда сейчас исследуют около 600 звёзд, отмеченных миссиями поиска экзопланет. В их планах создать перечень ста звёзд с наилучшими условиями для образования потенциально обитаемых планет.
