Обитаемость звездных систем главной последовательности F-типа
 |
| Эта статья является одной из серии: |
| Жизнь во вселенной |
|---|
| Контур |
| Обитаемость планет в Солнечной системе |
| Жизнь за пределами Солнечной системы |
| Обитаемость... |
Обитаемость звезд главной последовательности F-типа (или желто-белых карликов ) систем оспаривается из-за более короткого времени жизни (3-8 миллиардов лет в отличие от 9-15 миллиардов лет для G-звезд ) и более высоких уровней УФ- излучения. Действительно, звезды F0 (7400 К, 1,6 M ☉︎ , 1,7 R ☉︎ , ~7 L ☉︎ ) рассматриваются многими учеными как самые горячие и массивные звезды, способные поддерживать обитаемые планеты. Планета, вращающаяся вокруг звезды F-типа на границе Земли в пределах HZ, будет получать в 2,5 (звезда F9)–7,1 (звезда F0) УФ-излучение, которое Земля получает от Солнца. [1]
Обзор
[ редактировать ]Одно исследование планет и их спутников, вращающихся вокруг звезд от F5 до F9.5, пришло к выводу, что экзопланеты / спутники вокруг экзопланет, вращающихся в обитаемых зонах вокруг звезд F-типа, получат чрезмерное повреждение ультрафиолетом по сравнению с Землей. [2] Если предположить, что за время, необходимое для развития жизни, потребуется полмиллиарда лет, [1] тогда высший спектральный класс, значимый для звезд жизненосных планет, составляет ~ B8 (12 300 К, 3,3 M ☉︎ , 2,8 R ☉︎ , ~160 L ☉︎ ), что делает звезды F-типа обитаемыми с точки зрения времени жизни. Тем не менее, потребовалось 3 миллиарда лет, чтобы установить сложность, исключив все звезды горячее, чем A9 , и 4,5 миллиарда лет, чтобы создать технологическую цивилизацию, исключив все звезды горячее, чем F2. Если оставить в стороне проблемы, связанные с жизнью, жизнь на первичной Земле, вероятно, в любом случае зародилась в подводной (и глубоко подводной) среде, и вода не позволяет ультрафиолету достичь форм жизни. Фактически, возможно, что большее количество ультрафиолета может дать толчок зарождению и эволюции жизни, выполнив сроки основной последовательности. [1] Кроме того, более горячие звезды будут иметь более широкие обитаемые зоны (2,0–3,7 а.е. для звезды F0 и 1,1–2,2 а.е. для звезды F8 по сравнению с 0,8–1,7 а.е. для Солнечной системы ), что было бы еще одним преимуществом поиска обитаемых мест. планеты вокруг звезд F- и A-типов. [2] Если УФ действительно окажется в первую очередь проблематичным, то, согласно: [3] планета, вращающаяся на границе раннего Марса вокруг звезды F8, на самом деле была бы в лучшем положении, чем Земля, получая только 95% УФ-излучения Земли, а ослабление атмосферы уменьшило бы даже планету, подобную Венере (с точки зрения звездного потока), вокруг УФ-излучение звезды F0 составляет менее 1/4 от излучения Земли. Лучшим случаем была бы планета земного типа на границе раннего Марса с ослаблением вокруг звезды типа F8, где УФ-излучение составляет 3,7% от земного. [3]
Эволюционные изменения
[ редактировать ]
В соответствии с, [3] Наибольшее изменение УФ-излучения происходит на планете, вращающейся вокруг звезды F0 с >1,5 M ☉︎ , в отличие от звезды F8 или F9 с ≤1,2 M ☉︎ . Самая опасная фаза в жизни звезды для потенциально обитаемых планет, вращающихся вокруг нее, будет самой ранней, между формированием звезды и ее 500-миллионным днем рождения, особенно (опять же) подчеркнутая на более массивной стороне спектра F-звезды. Исследование даже приходит к выводу, что в некоторых случаях (например, планета на внешнем краю обитаемой зоны вокруг старой звезды F5 или F8) планета может даже получать меньше , а не больше УФ-излучения, чем близнец Земли. [3]
Частота
[ редактировать ]Согласно данным Кеплера , звезды M-типа предположительно имели больше планет размером с Землю, чем более крупные звезды типа Солнца (где этот термин является широким и означает любую FG K звезду ). Однако в последние годы космический телескоп Гайя выявил недостатки Кеплера, сделав очевидным, что планеты размером с Землю вокруг красных карликов встречаются не чаще, чем вокруг звезд FGK. В результате на обитаемость звезд F-типа не влияет общая частота появления вокруг них планет размером с Землю. Однако это показывает, что планеты размером с Землю должны быть крайне редки (<0,1%) в обитаемых зонах своих звезд. [4] Таким образом, вместо экзопланет некоторые исследования сосредоточены в основном на экзолунах, вращающихся вокруг планет, подобных Юпитеру, которые попадают в обитаемую зону. [2] С другой стороны, исследование, проведенное НАСА с тем же телескопом, дало результат, согласно которому до 50% звезд с температурой от 4300 (K6) до 7300 (F0) К имели пригодные для жизни планеты, и это число увеличивалось до 75%, когда оптимистичный прогноз об обитаемости была использована зона. [5]
Однако обитаемость систем F-типа может ухудшиться из-за того, что они составляют всего 3% звезд Млечного Пути по сравнению с 6-8% для G-типов, 12-13% для K-типов. и ~70% для красных карликов. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы сделать решающие выводы о частоте появления обитаемых планет вокруг звезд F-типа. [3] [5]
Примеры
[ редактировать ]
По состоянию на 2023 год [update], вокруг звезд F-типа нет известных потенциально обитаемых экзопланет, но некоторые неподтвержденные кандидаты на Кеплер, многие из которых потенциально обитаемы, включая KOI-4878.01, [6] КОИ-7040.01, КОИ-6676.01, КОИ-5202.01 и КОИ-5236.01. Ипсилон Андромеды имеет планету, подобную Юпитеру, в обитаемой зоне и, следовательно, может иметь обитаемые экзолуны. [7] У HD 10647 также есть такая планета , масса которой превышает 0,94 массы Юпитера и вращается на внешней границе обитаемой зоны. [8]
ОБЯЗАТЕЛЬНО-4878.01
[ редактировать ]KOI-4878.01 — потенциально обитаемый кандидат на экзопланету, вращающуюся вокруг звезды типа F8. Она размером с Землю, с периодом 449 дней и большой полуосью 1,137 а.е. Равновесная температура составляет 258 К (-15 °C; 5 °F), и она получает всего в 1,04 раза больше света, чем Земля получает от Солнца. Это может быть самая похожая на Землю планета из когда-либо обнаруженных ( ESI = 0,98), если это подтвердится, несмотря на ее более горячую и массивную звезду (звездные свойства не учитываются в расчетах ESI). При чисто водном составе масса составила бы ~4 массы Марса (0,4 земных), а при чисто железном составе масса была бы 3 земных. [6] [9]
Система Ипсилон Андромеда
[ редактировать ]Ипсилон Андромеды — еще одна звезда типа F8 и главная звезда широкой двойной системы в созвездии Андромеды. У него есть 3 подтвержденные планеты Юпитера, а орбита планеты « d » находится в расширенной обитаемой зоне звезды в течение 1267 дней в году. Он вращается вблизи внешнего края на расстоянии 2,5 а.е. и имеет минимальную массу 4,6 Юпитера. [7] Таким образом, потенциал обитаемости находится в возможных экзолунах, подобных Земле, а не в самой планете. Это была первая система из нескольких планет, обнаруженная вокруг звезды главной последовательности (а, следовательно, и звезды F), и было показано, что она динамически стабильна во всех сценариях. [7]
См. также
[ редактировать ]- Обитаемость систем красных карликов
- Обитаемость звездных систем главной последовательности K-типа
- Обитаемость систем желтых карликов
- Аналог Земли
- Список кандидатов на экзопланеты Кеплера в обитаемую зону
- Список потенциально обитаемых экзопланет
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Адам Хадхази (01 мая 2014 г.). «Может ли инопланетная жизнь справиться с более горячей и яркой звездой?» . Space.com . Архивировано из оригинала 06 февраля 2022 г. Проверено 28 ноября 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Сато, С.; Ван, Ж.; Кунц, М. (май 2017 г.). «Климатологическая и ультрафиолетовая обитаемость возможных экзолун в системах F-звезд» . Астрономические Нахрихтен . 338 (4): 413–427. arXiv : 1503.02560 . Бибкод : 2017AN....338..413S . дои : 10.1002/asna.201613279 . ISSN 0004-6337 . S2CID 118668172 . Архивировано из оригинала 27 ноября 2023 г. Проверено 29 ноября 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Сато, С.; Кунц, М.; Герра Ольвера, CM; Джек, Д.; Шредер, К.-П. (2014). «Обитаемость вокруг звезд F-типа». Международный журнал астробиологии . 13 (3): 244–258. arXiv : 1312.7431 . Бибкод : 2014IJAsB..13..244S . дои : 10.1017/S1473550414000020 .
- ^ Гоф, Эван (20 октября 2023 г.). «Есть ли у красных карликов или звезд, подобных Солнцу, больше миров размером с Землю?» . Вселенная сегодня . Архивировано из оригинала 3 декабря 2023 г. Проверено 29 ноября 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Около половины звезд, подобных Солнцу, могут содержать скалистые, потенциально обитаемые планеты — НАСА» . 2020-10-29. Архивировано из оригинала 3 декабря 2023 г. Проверено 29 ноября 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б «KOI-4878 | Архив экзопланет НАСА» . exoplanetarchive.ipac.caltech.edu . Архивировано из оригинала 29 мая 2023 г. Проверено 29 ноября 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Батлер, Р. Пол; Марси, Джеффри В.; Фишер, Дебра А.; Браун, Тимоти М.; Контос, Адам Р.; Корзенник, Сильвен Г.; Нисенсон, Питер; Нойес, Роберт В. (1 декабря 1999 г.). «Доказательства существования нескольких спутников υ Андромеды*» . Астрофизический журнал . 526 (2): 916. Бибкод : 1999ApJ...526..916B . дои : 10.1086/308035 . ISSN 0004-637X . S2CID 123172934 . Архивировано из оригинала 3 декабря 2023 г. Проверено 30 ноября 2023 г.
- ^ Батлер, Р.П.; Райт, Дж. Т.; Марси, GW; Фишер, Д.А.; Фогт, СС; Тинни, CG; Джонс, HRA; Картер, Б.Д.; Джонсон, Дж.А.; Маккарти, К.; Пенни, Эй Джей (20 июля 2006 г.). «Каталог ближайших экзопланет*» . Астрофизический журнал . 646 (1): 505. arXiv : astro-ph/0607493 . Бибкод : 2006ApJ...646..505B . дои : 10.1086/504701 . hdl : 2299/1103 . ISSN 0004-637X .
- ^ Троспер, Хайме (26 февраля 2021 г.). «Индекс сходства Земли: где мы могли бы жить, кроме Земли?» . Интересный инжиниринг.com . Архивировано из оригинала 3 декабря 2023 г. Проверено 29 ноября 2023 г.
