Tot op heden hebben astronomen meer dan 4, 000 planeten die om andere sterren draaien. statistisch, er zouden meer dan 100 miljard planeten in ons Melkwegstelsel moeten zijn. Ze zijn er in een breed scala van maten en kenmerken, grotendeels onvoorstelbaar voordat exoplaneten voor het eerst werden ontdekt in het midden van de jaren negentig. De grootste motivatie voor het doorlezen van deze werelden is het vinden van "Genesis II, " een planeet waar leven is ontstaan ​​en geëvolueerd voorbij microben. De ultieme beloning zou zijn om intelligent leven buiten de aarde te vinden.

Een belangrijke stap in het zoeken naar bewoonbare planeten is het vinden van geschikte sterren die de opkomst van complexe organismen kunnen bevorderen. Omdat onze zon al bijna 4 miljard jaar het leven op aarde voedt, conventionele wijsheid zou suggereren dat sterren zoals hij de beste kandidaten zouden zijn. Maar sterren zoals onze zon vertegenwoordigen slechts ongeveer 10 procent van de Melkwegpopulatie. Bovendien, ze zijn relatief van korte duur. Onze zon is halverwege zijn geschatte levensduur van 10 miljard jaar.

Complexe organismen ontstonden pas 500 miljoen jaar geleden op aarde. En, de moderne vorm van de mens is hier slechts voor een oogwenk geweest op kosmologische tijdschalen:200, 000 jaar. De toekomst van de mensheid is onbekend. Maar wat zeker is, is dat de aarde over iets meer dan 1 miljard jaar onbewoonbaar zal worden voor hogere vormen van leven, terwijl de zon warmer wordt en onze planeet uitdroogt.

Daarom, sterren die iets koeler zijn dan onze zon - oranje dwergen genoemd - worden beschouwd als betere hang-outs voor een geavanceerd leven. Ze kunnen tientallen miljarden jaren gestaag branden. Dit opent een enorm tijdlandschap voor biologische evolutie om een ​​oneindig aantal experimenten na te streven voor het opleveren van robuuste levensvormen. En, voor elke ster zoals onze zon zijn er drie keer zoveel oranje dwergen in de Melkweg.

Het enige type ster dat meer voorkomt, zijn rode dwergen. Maar dit zijn pittige kleine sterren. Ze zijn zo magnetisch actief dat ze 500 keer zoveel straling in de vorm van röntgenstralen en ultraviolet licht uitstoten als onze zon. Planeten rond deze sterren krijgen een pak slaag. Ze zouden geen thuis zijn voor organismen zoals wij.

Een opkomend idee, ondersteund door sterrenonderzoeken uitgevoerd door Hubble en andere telescopen, is dat de oranje dwergen "Goldilocks-sterren" zijn - niet te heet, niet te cool, en bovenal, niet te gewelddadig om levensvriendelijke planeten te herbergen boven een uitgestrekte horizon van kosmische tijd.

In de zoektocht naar leven buiten de aarde, astronomen zoeken naar planeten in de "bewoonbare zone" van een ster - soms ook wel de "Goldilocks-zone" genoemd - waar de temperatuur precies goed is voor vloeibaar water op het oppervlak van een planeet om het leven zoals wij dat kennen te voeden.

Een opkomend idee, ondersteund door een drie decennia durende reeks sterrenonderzoeken, is dat er "Goldilocks-sterren" zijn - niet te heet, niet te cool, en bovenal, niet te gewelddadig om levensvriendelijke planeten te herbergen.

Omdat onze zon al bijna 4 miljard jaar het leven op aarde voedt, conventionele wijsheid zou suggereren dat sterren zoals deze de beste kandidaten zouden zijn in de zoektocht naar andere potentieel bewoonbare werelden. In werkelijkheid, sterren iets koeler en minder lichtgevend dan onze zon, geclassificeerd als K-dwergen, zijn de echte "Goldilocks-sterren, " zei Edward Guinan van Villanova University, Villanova, Pennsylvania. "K-dwergsterren bevinden zich op de 'sweet spot', ' met eigenschappen tussen het zeldzamere, meer lichtgevend, maar kortlevende sterren van het zonnetype (G-sterren) en de talrijkere rode dwergsterren (M-sterren). De K-sterren, vooral de warmere, hebben het beste van alle werelden. Als u op zoek bent naar bewoonbare planeten, de overvloed aan K-sterren vergroot je kansen om leven te vinden."

Voor starters, er zijn drie keer zoveel K-dwergen in onze melkweg als sterren zoals onze zon. ongeveer 1, 000 K-sterren bevinden zich binnen 100 lichtjaar van onze zon als voornaamste kandidaten voor verkenning. Deze zogenaamde oranje dwergen leven van 15 miljard tot 45 miljard jaar. Daarentegen, onze zon, nu al halverwege zijn leven, duurt slechts 10 miljard jaar. De relatief snelle stellaire evolutie zal de aarde over nog eens 1 of 2 miljard jaar grotendeels onbewoonbaar maken. "Zonnesterren beperken hoe lang de atmosfeer van een planeet stabiel kan blijven, " zei Guinan. Dat komt omdat over een miljard jaar, De aarde zal in de hetere (binnenste) rand van de bewoonbare zone van de zon draaien, die naar buiten beweegt als de zon warmer en helderder wordt. Als resultaat, de aarde zal uitdrogen omdat ze haar huidige atmosfeer en oceanen verliest. Op een leeftijd van 9 miljard jaar zal de zon zijn opgezwollen tot een rode reus die de aarde zou kunnen verzwelgen.

Ondanks hun kleine formaat, de nog overvloediger rode dwergsterren, ook bekend als M-dwergsterren, hebben een nog langere levensduur en lijken vijandig te staan ​​tegenover het leven zoals wij dat kennen. Planeten die zich in de relatief smalle bewoonbare zone van een rode dwerg bevinden, die heel dicht bij de ster is, worden blootgesteld aan extreme niveaus van röntgen- en ultraviolette (UV) straling, die tot honderdduizenden keren intenser kan zijn dan wat de aarde van de zon ontvangt. Een meedogenloze vuurwerkshow van fakkels en coronale massa-ejecties bombarderen planeten met een drakenadem van ziedend plasma en stortregens van doordringende hoogenergetische deeltjes. Planeten in de bewoonbare zone van rode dwergen kunnen kurkdroog worden gebakken en hun atmosferen worden al heel vroeg in hun leven verwijderd. Dit zou de planeten er waarschijnlijk van kunnen weerhouden om een ​​paar miljard jaar nadat de uitbarstingen van de rode dwerg zijn verdwenen, te evolueren om gastvrijer te zijn. "We zijn niet meer zo optimistisch over de kansen op het vinden van geavanceerd leven rond veel M-sterren, ' zei Guinan.

De K-dwergen hebben geen intens actieve magnetische velden die sterke röntgen- en UV-emissies en energetische uitbarstingen aandrijven, en daarom schieten ze veel minder vaak fakkels af, gebaseerd op het onderzoek van Guinan. Begeleidende planeten zouden ongeveer 1/100ste zoveel dodelijke röntgenstraling krijgen als die rond de dichtbij bewoonbare zones van magnetisch actieve M-sterren.

In een programma genaamd het "GoldiloKs" Project, Guinan en zijn Villanova-collega Scott Engle, werken met niet-gegradueerde studenten om de leeftijd te meten, rotatiesnelheid, en röntgenstraling en ver-ultraviolette straling in een steekproef van overwegend koele G- en K-sterren. Ze gebruiken NASA's Hubble-ruimtetelescoop, Chandra röntgenobservatorium, en de XMM-Newton-satelliet van de European Space Agency voor hun waarnemingen. Hubble's gevoelige ultraviolet-lichtwaarnemingen van straling van waterstof werden gebruikt om de straling van een monster van ongeveer 20 oranje dwergen te beoordelen. "Hubble is de enige telescoop die dit soort observaties kan doen, ' zei Guinan.

Guinan en Engle ontdekten dat de stralingsniveaus veel gunstiger waren voor eventuele begeleidende planeten dan die rond rode dwergen. K-sterren hebben ook een langere levensduur en daarom langzamere migratie van de bewoonbare zone. Daarom, K-dwergen lijken de ideale plek om op zoek te gaan naar leven, en deze sterren zouden tijd geven aan hoogontwikkeld leven om zich op planeten te ontwikkelen. Gedurende de hele levensduur van de zon - 10 miljard jaar - verhogen K-sterren hun helderheid slechts met ongeveer 10-15 procent, waardoor biologische evolutie een veel langere tijdspanne heeft om geavanceerde levensvormen te ontwikkelen dan op aarde.

Guinan en Engle keken naar enkele van de interessantere K-sterren met planeten, waaronder Kepler-442, Tau Ceti, en Epsilon Eridani. (De laatste twee waren vroege doelen van Project Ozma eind jaren vijftig - de eerste poging om radio-uitzendingen van buitenaardse beschavingen te detecteren.)

"Kepler-442 is opmerkelijk omdat deze ster (spectrale classificatie, K5) herbergt wat wordt beschouwd als een van de beste Goudlokje-planeten, Kepler-442b, een rotsachtige planeet die iets meer dan twee keer de massa van de aarde heeft. Dus het Kepler-442-systeem is een Goudlokje-planeet die wordt gehost door een Goudlokje-ster!" zei Guinan.

In de afgelopen 30 jaar hebben Guinan en Engle en hun studenten verschillende soorten sterren waargenomen. Op basis van hun studies, de onderzoekers hebben relaties tussen sterrenleeftijden vastgesteld, rotatiesnelheid, Röntgen-UV-emissies en flare-activiteit. Deze gegevens zijn gebruikt om de effecten van hoogenergetische straling op planeetatmosferen en mogelijk leven te onderzoeken.

De resultaten worden gepresenteerd op de 235e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Honolulu, Hawaii.