Wetenschappers die op zoek zijn naar tekenen van leven buiten ons zonnestelsel, staan ​​voor grote uitdagingen, een daarvan is dat er alleen al in onze melkweg honderden miljarden sterren zijn om te overwegen. Om de zoekopdracht te verfijnen, ze moeten uitzoeken:welke soorten sterren hebben de meeste kans om bewoonbare planeten te herbergen?

Een nieuwe studie vindt een bepaalde klasse van sterren genaamd K-sterren, die zwakker zijn dan de zon, maar helderder dan de zwakste sterren, kunnen bijzonder veelbelovende doelen zijn voor het zoeken naar tekenen van leven.

Waarom? Eerst, K-sterren leven een zeer lange tijd - 17 miljard tot 70 miljard jaar, vergeleken met 10 miljard jaar voor de zon, waardoor het leven voldoende tijd heeft om te evolueren. Ook, K-sterren hebben in hun jeugd minder extreme activiteit dan de zwakste sterren van het heelal, M-sterren of "rode dwergen" genoemd.

M-sterren bieden wel wat voordelen bij het zoeken naar bewoonbare planeten. Ze zijn het meest voorkomende stertype in de melkweg, die ongeveer 75 procent van alle sterren in het heelal omvat. Ze zijn ook zuinig met hun brandstof, en zou meer dan een biljoen jaar kunnen schijnen. Een voorbeeld van een M-ster, TRAPPIST-1, staat bekend om zeven aardachtige rotsachtige planeten.

Maar de turbulente jeugd van M-sterren levert problemen op voor potentieel leven. Stellaire uitbarstingen - explosieve ontladingen van magnetische energie - komen veel vaker voor en zijn energieker van jonge M-sterren dan van jonge zonachtige sterren. M-sterren zijn ook veel helderder als ze jong zijn, tot een miljard jaar nadat ze zijn gevormd, met energie die van oceanen zou kunnen koken op alle planeten die zich ooit in de bewoonbare zone zouden kunnen bevinden.

"Ik denk graag dat K-sterren zich op een 'sweet spot' bevinden tussen zonne-analoge sterren en M-sterren, " zei Giada Arney van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland.

Arney wilde weten welke biohandtekeningen, of tekenen van leven, zou eruit kunnen zien op een hypothetische planeet in een baan om een ​​K-ster. Haar analyse is gepubliceerd in de Astrofysische journaalbrieven .

Wetenschappers beschouwen de gelijktijdige aanwezigheid van zuurstof en methaan in de atmosfeer van een planeet als een sterke biosignatuur omdat deze gassen graag met elkaar reageren, elkaar vernietigen. Dus, als je ze samen in een sfeer ziet, dat impliceert dat iets ze allebei snel produceert, heel misschien leven, volgens Arney.

Echter, omdat planeten rond andere sterren (exoplaneten) zo ver weg zijn, er moeten aanzienlijke hoeveelheden zuurstof en methaan in de atmosfeer van een exoplaneet zijn om te kunnen worden gezien door observatoria op aarde. Arney's analyse wees uit dat de biosignatuur zuurstof-methaan waarschijnlijk sterker is rond een K-ster dan een zonachtige ster.

Arney gebruikte een computermodel dat de chemie en temperatuur van een planetaire atmosfeer simuleert, en hoe die atmosfeer reageert op verschillende gaststerren. Deze synthetische atmosferen werden vervolgens door een model gehaald dat het spectrum van de planeet simuleert om te laten zien hoe het eruit zou kunnen zien voor toekomstige telescopen.

"Als je de planeet rond een K-ster plaatst, de zuurstof vernietigt het methaan niet zo snel, zodat er meer van kan ophopen in de atmosfeer, "zei Arney. "Dit komt omdat het ultraviolette licht van de K-ster geen zeer reactieve zuurstofgassen genereert die methaan zo gemakkelijk vernietigen als een zonachtige ster."

Dit sterkere zuurstof-methaansignaal is ook voorspeld voor planeten rond M-sterren, maar door hun hoge activiteitsniveau kunnen M-sterren geen bewoonbare werelden herbergen. K-sterren kunnen het voordeel bieden van een grotere kans op gelijktijdige zuurstof-methaandetectie in vergelijking met zonachtige sterren zonder de nadelen die gepaard gaan met een M-stergastheer.

Aanvullend, exoplaneten rond K-sterren zullen gemakkelijker te zien zijn dan die rond zonachtige sterren, simpelweg omdat K-sterren zwakker zijn. "De zon is 10 miljard keer helderder dan een aardachtige planeet eromheen, dus dat is veel licht dat je moet onderdrukken als je een planeet in een baan om de aarde wilt zien. Een K-ster is misschien 'slechts' een miljard keer helderder dan een aarde eromheen, ' zei Arney.

Arney's onderzoek omvat ook de bespreking van welke van de nabijgelegen K-sterren de beste doelen kunnen zijn voor toekomstige waarnemingen. Omdat we niet in staat zijn om naar planeten rond andere sterren te reizen vanwege hun enorme afstanden van ons, we zijn beperkt tot het analyseren van het licht van deze planeten om te zoeken naar een signaal dat er leven mogelijk is. Door dit licht te scheiden in zijn samenstellende kleuren, of spectrum, wetenschappers kunnen de bestanddelen van de atmosfeer van een planeet identificeren, omdat verschillende verbindingen verschillende kleuren licht uitstralen en absorberen.

"Ik vind dat bepaalde nabijgelegen K-sterren zoals 61 Cyg A/B, Epsilon India, Bruidegombrug 1618, en HD 156026 kunnen bijzonder goede doelen zijn voor toekomstige zoekopdrachten naar biosignaturen, ' zei Arney.