A vörös törperendszer életképességének meghatározása segít a földönkívüli élet keresésében , mivel a vörös törpék alkotják a Galaxis csillagainak többségét. Míg a viszonylag csekély kisugárzott energia, a lakható zónacsillag kis mérete és közelsége , és ezáltal a bolygó dagályzárba esésének nagy valószínűsége még a lakható zónában is, valamint a csillag nagy változékonysága jelentős akadályt jelent Az élet megjelenése és fennmaradása, azonban a vörös törpék előfordulása és élettartama pozitív tényezők.
Valószínűtlennek tartják az élet megjelenését és fennmaradását a barna törpék rendszereiben , amelyek talán még nagyobb számban vannak, mivel bolygóik élete a lakható zónában nagyon korlátozott.
A vörös törpék a legkisebb, leghidegebb és leggyakoribb csillagok. A becsült mennyiségük a galaxisban található összes csillagszám 70%-a és 90%-a között mozog [1] [2] . A vörös törpék M vagy késői K spektrális típusúak . Alacsony fényességük miatt a vörös törpék egyike sem látható szabad szemmel a Földről. Még a legközelebbi vörös törpe , a Proxima Centauri (az Alpha Centauri rendszer Naphoz legközelebb eső összetevője ) és a legközelebbi egyetlen vörös törpe, a Barnard-csillag látható magnitúdója is 11,09, illetve 9,53. Ugyanakkor szabad szemmel akár 7,72 magnitúdójú csillagot is megfigyelhetünk [3] .
Bár a Földön kívüli életet még nem találták, sok kutató hipotézist állított fel, hogy a földihez hasonló körülmények között a konvergens evolúció logikájának megfelelően az élet a Földhöz hasonlóan fejlődik ki . Mivel az egysejtű fotoszintetikus organizmusok több milliárd éve léteznek a Földön, és összetettebb többsejtű szervezetek elődjei, logikus, hogy egy olyan bolygón, amely a lakható zónán belül van, és jelentős víztartalékokkal rendelkezik a felszínen, az evolúció hasonlóan fog haladni. a földre. Ha a bolygó felszínén a körülmények gyökeresen eltérnek a földi állapotoktól, akkor az élet létezése egy ilyen bolygón nehéz vagy akár lehetetlen is lehet. Az élőlények fejlődésének hipotetikus lehetőségeit az alternatív biokémia keretein belül mérlegelik . (A Földtől eltérő biokémián alapuló élet lakható zónája eltérhet a földi típusú élet zónájától.) Példa erre a Titán , a Szaturnusz legnagyobb holdja , amelyen elméletileg lehetséges az élet . Például azoknak a bolygóknak, amelyeken a Földhöz hasonló élet lehetséges, szilárd felülettel kell rendelkezniük (ellentétben a gáznemű bolygókkal ), folyékony vízzel (lásd: Földönkívüli víz ) és elég sűrű légkörrel kell rendelkezniük ahhoz, hogy megakadályozzák a víz elpárolgását és az űrbe való kifújását. napszél.
A csillagászok évek óta kizárták a vörös törpe rendszereket azon helyek listájáról, ahol élet létezhet. A vörös törpe kis mérete (0,1-0,6 M ☉ ) azt jelenti, hogy nukleáris reakcióik nagyon lassúak és kevés fényt bocsátanak ki (a napfény 0,01-3%-a). A felszíni hőmérséklet eléréséhez, mint a Földön, a bolygó pályájának a vörös törpe rendszerben nagyon közel kell lennie a Naphoz. Például egy csillag AX mikroszkóp esetében a pályának 0,3 AU-nak kell lennie . e. (a Merkúr pályáján belül ), és a Proxima Centauri esetében a pálya csak 0,032 a lesz. e. (a bolygón egy év mindössze 6,3 napig tartana) [4] .
Azok a bolygók, amelyek közel vannak a vörös törpékhez , és elegendő hőt kapnak ahhoz, hogy a vizet folyékony formában tartsák, valószínűleg már apályszerűen össze vannak zárva a napjukkal – egy bolygó csak egyszer fordul meg a tengelye körül, amikor befejezi a vörös törpe Napja körüli pályáját (a tény, hogy a vörös törpe tömegének és fényességének a Naphoz viszonyított aránya nagyon eltérő). Ez azt jelenti, hogy a bolygó egyik része mindig a Nap felé néz - egy vörös törpe, míg a bolygó másik felén örök éjszaka uralkodik. Hasonló helyzet figyelhető meg a Föld - Hold rendszerben is , ahol a Hold mindig az egyik oldalon a Föld felé fordul. Az élet egy ilyen bolygón terminátor -korlátozott lehet .
Ha egy alacsony pályán keringő óriásbolygónak (az ilyen bolygók létezését csillagászok is megerősítették az elmúlt években) van egy elég masszív műhold ahhoz, hogy megtartsa saját légkörét, akkor a bolygó árapály-ereje befoghatja, és nem a helyi nap, és ezért a bolygóóriás ilyen műholdja valószínűleg nappal és éjszaka körforgása van, ami növeli lakhatóságának esélyeit. A két test közötti árapály-erők a bolygó és a műhold középpontjait is folyékony állapotban tartják, ezáltal elég erős mágneses mezőket generálnak ahhoz , hogy megvédjék a bolygót és műholdját a helyi nap kitöréseitől.
Az árapály-erők által befogott bolygónak elég vastag légkörre van szüksége ahhoz , hogy a hő egy részét a megvilágított oldalról az éjszakai oldalra továbbítsa. Ez megakadályozná, hogy az éjszakai légkör hőmérséklete a harmatpont alá csökkenjen, és csökkenjen a légköri nyomás, ami viszont a légtömegek éjszakai oldalra költözését okozhatja, amíg az éjszakai oldalon a teljes légkör megfagy. Sokáig azt feltételezték, hogy egy ilyen sűrű légkör megakadályozza a növények fotoszintézisét a nappali oldalon. Az újabb tanulmányok azonban mást sugallnak. 2010-ben olyan tanulmányokat végeztek, amelyek szerint a Földhöz hasonló, az egyik oldalon a csillag felé fordult bolygókon az éjszakai oldalon -33 °C felett lesz a hőmérséklet [5] . Robert Haeberly és Manoy Joshi, a kaliforniai Ames Research Center ( NASA ) kutatása kimutatta, hogy egy bolygó légköre (feltéve, hogy CO 2 és H 2 O gázokat tartalmaz ) csak 100 millibar , vagyis a Föld légkörének 10%-a lehet. annak érdekében, hogy a hő hatékonyan kerüljön át az éjszakai oldalra [6] . Ez a növények nappali fotoszintéziséhez szükséges határokon belül van , bár egyes modelljeik fagyott vizet feltételeznek a sötét oldalon. Martin Heath, a Greenwich College munkatársa kimutatta, hogy a tengervíz hatékonyan keringhet fagyás nélkül is, ha az óceán medencéi elég mélyek ahhoz, hogy akadálytalan áramlást biztosítsanak az éjszakai jégtakaró alatt. A geotermikus hő az óceán mély rétegeit is folyékonyan tarthatja. További vizsgálatok, köztük az aktív sugárzás mennyiségének vizsgálata arra utalt, hogy a vörös törpe árapály-ereje által befogott bolygók legalább alkalmasak lehetnek a magasabb rendű növények életére [7] .
Egy 2019-es tanulmány kimutatta, hogy az UV-sugárzás nem csökkenti az exobolygók lakhatóságát a vörös törpe rendszerekben: a számítások szerint a lakható zónában lévő bolygók UV-sugárzásának szintje még annál is alacsonyabb, mint amit a Föld kapott az Archean kezdetén (4.0 -3,9 milliárd évvel ezelőtt), amikor már élet született rajta [8] .
A Földön a klorofill minden fotoszintetikus organizmusban jelen van - magasabb rendű növényekben, algákban, kék-zöld algákban (cianobaktérium), fotoautotróf protistákban (protisták) és baktériumokban. Számos klorofill létezik, amelyek különböző spektrumú fényt használnak. A magasabb rendű növényekben ezek általában a és b klorofillok. Bár a napsugárzás folytonos spektrumának maximuma az 550 nm-es „zöld” tartományban található (ahol az emberi szem maximális érzékenysége is található), ezekben a növényekben túlnyomórészt a kék fényt nyeli el a klorofill , részben a vörös fényt . a napspektrumból ( amely meghatározza a visszavert fény zöld színét).
A növények a klorofill által gyengén elnyelt hullámhosszú fényt is használhatják. A fotonenergiát más fotoszintetikus pigmentek rögzítik, amelyek aztán az energiát a klorofillnak adják át. Ez magyarázza a növények (és más fotoszintetikus szervezetek) színének sokféleségét és a beeső fény spektrális összetételétől való függőségét [10] . Gyenge fényviszonyok mellett a növények növelik a klorofill b / klorofill a arányt , így az előbbiből több molekulát szintetizálnak, mint az utóbbiból, és így növelik a fotoszintézis termelékenységét. Mivel az a és b klorofillok fotoszintéziséhez 400 és 700 nm közötti fotonokra van szükség, a vörös törpe sárga fénye, amely körülbelül 600 nm tartományba esik, nagyon alkalmas a fotoszintézisre. A Földön a nagy fényintenzitás nem mindig járul hozzá a növények normális fejlődéséhez. A talajban lévő víz és a légkörben lévő nedvesség hiánya miatt a növények könnyebben léteznek árnyékos élőhelyeken, mint nyílt napon. Az árnyéktűrő és árnyékkedvelő növények ( sciophyták ) képesek elnyelni a fényt a spektrum extrém vörös zónájából ( 730 nm hullámhosszal ) . A kevesebb fény azonban azt jelenti, hogy kevesebb energia áll a növények rendelkezésére. Csakúgy, mint a napos és száraz környezetben, a nedvesség hiánya korlátozza a növények növekedését és túlélését, az árnyékos élőhelyeken általában a napfény hiánya a korlátozó tényező. Az árnyéktűrő növények megjelenése eltér a fénykedvelőkétől. Az árnyéktűrő növények levelei általában szélesebbek, vékonyabbak, puhábbak, hogy jobban megragadják a szórt napfényt. Általában laposak és sima alakúak. Míg a heliofitákban gyakran előfordul a levelek gyűrődése, gumóssága. Jellemző a lombozat vízszintes elrendezése (a heliofitáknál éppen ellenkezőleg, a levelek gyakran a fényhez képest szögben helyezkednek el) és a levélmozaik (a levelek mozaik elrendezése hozzájárul a szórt fény jobb megragadásához). Az erdei füvek általában hosszúkásak, magasak, hosszúkás szárúak. A mezofil sejtek egyenletesen oszlanak el, nagy intercelluláris terekkel. A kloroplasztiszok nagyok és sötétek. A klorofill koncentrációja egy kloroplasztban 5-10-szer magasabb lehet, mint a heliofitákban. A heliofitákhoz képest a sciophytákban a grana tilakoidjai tömörebben helyezkednek el. A levél körülbelül 4-6 mg (néha 7-8 mg) klorofillt tartalmaz 1 g-onként, a klorofilltartalom az árnyékolásban "a fotoszintézis érdekében" növekszik, de nem annyira magának a fotoszintézisnek a fokozására, hanem a fokozására irányul. a fény elnyelése a levélben. A többsejtű algák közül a vörös algák jó példái a halványodáshoz való alkalmazkodásnak . Bár a kloroplasztiszok fő pigmentje a klorofill , a vörös algák fikobiliszómáiban jelentős mennyiségű karotinoid és fikobilin található . Ennek a pigmentkészletnek köszönhetően a vörös algák a spektrum szinte teljes látható részéből képesek elnyelni a fényt. A sós vízben élő vörös algákban a klorofillt általában fikobilinok (vörös és kék) és karotinoidok (narancssárga) takarják.
Az egyik leginkább árnyéktűrő oxigéntermelő élőlény a nemrég felfedezett leptolyngbya JSC-1 cianobaktérium törzs, amely közel IR sötétvörös fény (700-800 nm) segítségével képes túlélni a meleg forrásokban. A tudósok felfedezték, hogy ez a szervezet egy szokatlan genetikai mechanizmust használ, amellyel teljesen újjáépíti fotoszintetikus organellumát , amikor sötét környezetnek van kitéve [11] .
A halványabb, hideg csillagok is elvileg alkalmasak a fotoszintetikus létre: feltételezhető, hogy a természetes környezetben a fotoszintetikus baktériumok nemcsak a Nap fényét , hanem más fényforrásokat is felhasználhatják, ezért olyan helyeken is elhelyezkedhetnek, amelyek nincs kitéve napsugárzásnak [12] .
Az oxigént nem termelő szervezetek képesek infravörös sugárzást és hosszabb spektrumot is használni. 2005-ben Thomas Beatty, a British Columbia Egyetem munkatársa és Robert Blakenship, az Arizonai Egyetem munkatársa a Chlorobium és Prosthecochloris nemzetségekhez hasonló GSB1 kénbaktériumot talált , amely bakterioklorofillt tartalmaz mélytengeri termálvíz közeléből vett mélytengeri mintákban. forrás Costa Rica partjainál . Azt sugallták, hogy a minta szennyeződésének valószínűsége kicsi, ezért a GSB1 nem a napfényt használja a fotoszintézishez (amely nem hatol át a 2,4 km-es tengermélységig), hanem a hidrotermális által kibocsátott halvány hosszú hullámhosszú (~750 nm) fényt. szellőzőnyílások [12] . Az ilyen bolygókon a fotoszintézist kétségtelenül megnehezíti az a tény, hogy a vörös törpe sugárzásának nagy részét az infravörösben állítja elő, míg a Földön a folyamat a látható fénytől függ . Az egyes cianobaktériumokban jelenlévő d klorofillok és a közelmúltban felfedezett f azonban képesek a közeli IR tartományban vagy akár az infravörös fényben felhasználni a fényt. A vörös törpebolygón a fotoszintézishez további fotonokra lenne szükség ahhoz, hogy olyan gerjesztési potenciált érjenek el, mint amilyen az elektronok átviteléhez szükséges a földi fotoszintézis során. Ennek oka a fotonok alacsony átlagos energiaszintje a (közel) IR tartomány rövid hullámhosszú részén a látható fény fotonjaihoz képest [13] . Miután az energiamennyiség maximalizálása érdekében szélesebb spektrumhoz alkalmazkodtak (talán a d-hez és f-hez hasonló klorofillok használatával), a vörös törpe közelében lévő lakható bolygón a lombozat szokatlan színű lehet, látható fényben akár fekete is lehet. [13] .
Amikor egy vörös törpebolygót potenciálisan lakhatóként határoznak meg, a csillag mérete és fényessége nem az egyetlen tényező. Ha a bolygó árapályzárban van, akkor a nappali oldalon, mivel a helyi nap nem kel fel és nem nyugszik, a hegyek árnyékában lévő területek mindig árnyékban maradnak.
Egy 2021-es tanulmány kísérletileg kimutatta, hogy a Chlorophyll d és Chlorophyll f szintetizálására képes cianobaktériumok képesek növekedni olyan körülmények között, amelyek utánozzák a vörös törpe emissziós spektrumát [14] .
A hőmérséklet-különbség miatt egy apály által befogott bolygón erős szél fúj majd az éjszakai oldal felé, állandó özönvízszerű esőkkel. Mindez valószínűtlenné teszi az életet a bolygón [15] . Az Aurelia és a Blue Moon dokumentumfilm mögött álló tudósok azonban másként gondolják. A növények alkalmazkodhatnak az erős szélekhez, például úgy, hogy biztonságosan lehorgonyozzák magukat a talajban, és hosszú, rugalmas hajtásokat növesztenek, amelyek nem törnek el erős szél hatására ( Robert Sheckley „The Wind Rises” című fantáziatörténetében, szőlő a Carell bolygón, ahol folyamatosan viharos szél fúj, erősebbek, mint az acélkábelek). Akárcsak a Földön, a szél is károsíthatja a növényeket a homok és más részecskék általi defláció miatt. A felszínen lévő nagyszámú sejt egyidejű károsodása miatt a növény sok nedvességet veszít, ami különösen fontos a száraz évszakban. A növények azonban részben képesek alkalmazkodni a kopáshoz azáltal, hogy fokozzák a gyökérnövekedést és elnyomják a felső részek növekedését [16] .
A vörös törpe nap halvány vörös fényében a növények valószínűleg kevésbé produktívak, így kevesebb oxigénre kell számítani a bolygó légkörében, ezért az állatok mérete korlátozott lesz. Az állatok valószínűleg az infravörös látásra hagyatkoznak (például Andre Norton Maszkok Éjszakájában a Dis bolygó lakóinak infravörös látása van), mivel a hanggal vagy szaggal történő jelzés nehéz lesz a vihar zaja miatt, amely folyamatosan tombol a bolygón. A víz alatti élet azonban védve lesz a szelektől és a helyi napkitörésektől, így a fekete planktonok és algák hatalmas tömegei támogathatják a tengeri élővilágot [17] .
Egy másik probléma a vörös törpe rendszerekben lévő bolygókon a víz felhalmozódása gleccserek formájában a bolygó éjszakai oldalán, míg a nappali oldalon az óceánok felforrnak vagy elpárolognak . A tényező lehet a bolygó kivilágítatlan részének tájképe. A jégtakaró vastagsága az Északi-sarkvidéken és az Antarktiszon több százszor különbözik, mivel a jég gleccser formájában sokkal lassabban mozog, mint jéghegyek és jégmezők formájában . Ezért nagyon valószínű, hogy az óceánok vízterülete a bolygó megvilágított részén ingadozhat a bolygó kontinenseinek elhelyezkedésétől függően. Ez persze nem jelenthet komoly problémát az óceánoknak, és az éjszakai oldal jegesedése elérheti azt a határt, amelyet a gleccserek gravitációs becsúszása korlátoz a bolygó nappali oldalára – különösen, ha a bolygón lévő víz mennyisége nagyobb, mint a Földön – vagyis a bolygót elég masszív vízréteg borítja ahhoz, hogy az óceán és a fél bolygót lefedő sok kilométernyi gleccser egyidejű létezését lehetővé tegye. A lakhatóság szempontjából azonban egy ilyen bolygó nem lehet túlzottan „nedves”, mert ha óceáni bolygóról van szó , ahol az összes ásvány több száz kilométeres fenékjég alatt van eltemetve, akkor nem lesz képes ellátni a planktonokat az élethez szükséges mikroelemekkel. (azaz foszfor ), és ezért egy ilyen bolygó többnyire sivatagi óceán lesz. Az életet egy ilyen típusú bolygón, ha létezik, valószínűleg csak meteoritokkal a légkörbe kerülő anyag biztosítaná. Talán egy olyan rendszerben, ahol nincsenek olyan hatalmas bolygók, mint a Jupiter , amelyek elnyelnék a legtöbb meteoritot és aszteroidát, a bolygóra eső űranyag tömege sokkal nagyobb lesz, mint a Földön, és ez lehetővé teszi a planktonok létezését, esetleg felhasználva. egzotikusabb nyomelemek DNS-molekulák ( például arzén ) vagy más genomi molekulák képzéséhez, és idővel planktonevő állatok is megjelenhetnek. Egy csillagrendszerben azonban korlátozott a meteoritok száma , és idővel a meteorraj intenzitása csökkenni fog, ami a bolygón élő organizmusok kihalásához vezethet. Egyes tudósok szerint nem valószínű, hogy a csillag közelében jelentős mennyiségű vizet tartalmazó bolygók keletkeznek, mivel egy ilyen pályán a hőmérséklet túl magas ehhez. [18] Vagyis a bolygónak magasabb pályáról kell indulnia, majd meg kell közelítenie a csillagot, ha valószínű, hogy óceánok léteznek rajta. Ha sokkal kevesebb víz van a bolygón, mint a Földön, akkor lehetséges, hogy az óceánok teljesen kiforrnak a bolygó nappali részén, és csak a bolygó éjszakai részén van folyékony víz, ahol a fotoszintézis zajlik . lehetetlen . Egy ilyen jelenség extrém példája (a csillagászok által ismert bolygók közül) a CoRoT-7 b szuperföld . Míg a megvilágított oldal a magma forrongó óceánja folyamatos konvekcióban, a megvilágítatlan oldal valószínűleg a megkeményedett láva kérgén található, és valószínűleg egy hatalmas, közönséges vízjégréteg borítja. Bár természetesen a CoRoT-7 b sokkal fényesebb csillag körül forog, mint egy vörös törpe, és ezért egy hűvösebb bolygón a megvilágított rész valószínűleg nem olvad meg, és valószínűleg extremofil populációja lesz .
Alternatív megoldásként egy kellően magas hőmérsékletű bolygón az éjszakai oldalt felmelegítheti a nappali oldalról érkező intenzív szél (mint például a Vénusz), ezzel megakadályozva a gleccserek képződését, vagy a terminátortól jelentős távolságra elolvadva, és hatalmas mocsarak képződnek. a megvilágítatlan oldalon, ahonnan hatalmas folyók, például az Amazonas , amelyek viszonylag kis víztömegekbe fognak ömleni (mint az Aral-tó), amelyekből a víz ki fog forrni. Ilyen körülmények között élet létezhet a folyóvölgyekben és magukban a folyókban, és az állatok a terminátor megvilágítatlan oldalát használják a szaporodásra, hasonlóan a szárazföldi állatokhoz, akiknek szezonális vándorlási ösztöne van .
Ilyen körülmények között a fotoszintetikus folyamatok által termelt oxigén mennyisége alacsony lesz, ami szén-dioxid felhalmozódásához vezethet a légkörben, és a bolygó olyan mértékben felmelegedhet, hogy az éjszakai oldalon az összes gleccsere elolvad, ami viszont az óceánok ciklikus helyreállításához vezet a nappali oldalon, amelynek jelenléte a modern felfogás szerint szükséges a lemeztektonika mechanizmusának működéséhez . Ha az óceánok ciklikus helyreállítása nem elég magas, akkor a bolygó vulkanizmusa a vénuszihoz hasonló forgatókönyv szerint alakulhat ki, ahol a bolygó felszíne nem rendelkezik olyan mechanizmussal, amely fokozatosan megszabadulna a felgyülemlett hőfeleslegtől. belső rétegei hosszú ideig, egy erőteljes vulkáni tevékenység periódusán keringenek, amely a Vénuszon 300-500 millió évvel ezelőtt a bolygó kéregének teljes megújulásához vagy felső rétegeinek átfedéséhez vezetett a beérkező köpenyanyag miatt. A Földön a középpontból a felszín felé történő hőátadás lemeztektonikán keresztül valósul meg, ami nagymértékben függ a víz jelenlététől a szubdukciós zónákban . A bolygó felszínének újraolvasztásának folyamata nemcsak autoklávvá alakítja a bolygót, ezáltal sterilizálja a felszínt, hanem helyrehozhatatlan vízveszteséghez is vezethet, amely gáznemű formában disszipációnak van kitéve .
Természetesen a Földön is zajlottak a fokozott vulkanizmus időszakai, amelyek az élőlények tömeges kihalásához vezettek , ami arra utal, hogy az élet szempontjából rendkívül kedvezőtlen klímaváltozások kivételével a legéletképesebb szervezetek túlélése lehetséges, legalábbis az extremofil mikroorganizmusok formája . A Vénusz megnövekedett vulkanizmusa azonban sok tudós szerint a tömegével is összefüggésbe hozható, ennek hiánya a lemeztektonika hiányához vezet, ami egy halvány csillag körül keringő, ezért jégtakaróval borított bolygón előfordulhat. fontos az élőlények túlélése szempontjából, mivel az ilyen csillagok bolygóin a kemoszintézis . Egyes tudósok úgy vélik, hogy egykor hasonló körülmények léteztek a Földön, és a Földet teljesen jég borította a neoproterozoikum korszak kriogén és ediacarai időszakában . Ezt a hipotézist azért hozták létre, hogy megmagyarázza a trópusi szélességi körökben a glaciális üledékek lerakódását a kriogén (850-630 millió évvel ezelőtt) és esetleg más geológiai korszakokban. A hatalmas eljegesedés elnyomhatta a növényi életet a Földön, következésképpen az oxigén koncentrációjának jelentős csökkenéséhez vagy akár teljes eltűnéséhez vezetett, ami lehetővé tette oxidálatlan vasban gazdag kőzetek kialakulását. A szkeptikusok azzal érvelnek, hogy egy ilyen eljegesedésnek az élet teljes eltűnéséhez kellett volna vezetnie, ami nem történt meg. A hipotézis támogatói azt válaszolják nekik, hogy az élet azért maradhatott fenn, mert a mélytengeri hidrotermák energiájából táplálkozó anaerob és anoxifil élet oázisai fennmaradtak az óceánok és a földkéreg mélyén . Mivel a Vénuszt több százezer aktív vulkán borítja, a víz alatti biorendszerek száma egy ilyen típusú bolygón hasonló lehet a Föld felszínén lévő biomassza szintjéhez.
A vörös törpék sokkal illékonyabbak és kiszámíthatatlanabbak, mint stabilabb nagy társaik. Gyakran foltok borítják őket, ami néhány hónapon belül 40%-kal csökkentheti a kibocsátott fényt. A Földön azonban az élet különböző módokon alkalmazkodott a téli hasonló hőmérséklet-esésekhez. Az állatok túlélhetik hibernálással és/vagy mély vizekbe merülve, ahol a hőmérsékletnek állandóbbnak kell lennie. Súlyosabb probléma, hogy a hideg időszakokban az óceánok befagyhatnak. A tél beálltával a bolygó albedója (amelyet hó és jég borít) megnövekszik, ami több napenergiát tükröz, és pozitív visszajelzéseket vált ki – a megfázás még több megfázást vált ki. Ez a Hógolyó Földéhez hasonló állapotokhoz vezethet , és a bolygó jégkorszaka több millió évig is eltarthat.
Más esetekben a vörös törpék óriási fáklyákat bocsátanak ki, amelyek perceken belül megduplázhatják fényüket [19] . Ahogy egyre több vörös törpét vizsgáltak változékonyság szempontjából, a legtöbbjüket fellángoló csillagok közé sorolták . A fényerő ilyen változásai nagyon károsak lehetnek az életre. Az ilyen fáklyák a bolygó légkörének nagy részét is elfújhatják. Ha azonban a bolygónak van mágneses tere , akkor ez lehetővé tenné a részecskék eltérülését a légkörtől. És még az árapály-csapdába esett bolygók lassú forgása is (a csillag körüli pályánként egy forgás a tengely körül) elegendő lesz ahhoz, hogy mágneses mezőt hozzon létre mindaddig, amíg a bolygónak a vörös törpe Nap felé eső oldalán a felület olvadt marad. [húsz]
Az intenzív fellángolások időszaka azonban körülbelül a vörös törpe létezésének első 1,2 milliárd évében tart. Ha egy bolygó a vörös törpétől távol alakul ki, elkerülve az árapály befogását, majd a kezdeti tombolás befejeződése után a csillag lakható zónájába vándorol , akkor lehetséges, hogy az életnek van esélye a fejlődésre [21] .
Az élet kezdetben úgy tudja megvédeni magát a sugárzástól, hogy a víz alatt marad, amíg a csillag túl nem lépi a korai erőteljes kitörési periódusát, feltételezve, hogy a bolygó elegendő légkört tud megtartani ahhoz, hogy folyékony óceánt hozzon létre. Az Aureliát "megteremtő" tudósok úgy vélik, hogy az élet a szárazföldön is fennmaradhat, annak ellenére, hogy a helyi vörös törpe napon kitörtek. Amint a Földről ismeretes, a szárazföldi élet sokkal később keletkezett, mint az óceánban - csak körülbelül 500 millió évvel ezelőtt, így kicsi annak a valószínűsége, hogy a vörös törpe instabilitása negatív hatással lesz a szárazföldi élőlények fejlődésére. Amint az élet eléri a szárazföldet, a már nyugalmi állapotban lévő vörös törpe által termelt ultraibolya sugárzás alacsony mennyisége azt jelentené, hogy az élet ózonréteg nélkül is virágozhatna , és így nem kellene oxigént termelnie [13] .
Más tudósok nem értenek egyet azzal, hogy a vörös törpék képesek fenntartani az életet (lásd az egyedülálló Föld hipotézist ). Az árapály befogása valószínűleg viszonylag alacsony bolygómágneses momentumot eredményez . Egy aktív vörös törpe, amely koronális tömeg kilökődést bocsát ki , visszacsavarná a bolygó magnetoszféráját , amíg el nem éri a légkört. Ennek eredményeként a légkör erősen erodálódik, ami valószínűleg lakhatatlanná teszi a bolygót [22] .
A bolygó tömegétől függően azonban a légkör jelentős eróziója több tízmilliárd évig is eltarthat. Egy elég erős mágneses tér nélküli, de vastag és sűrű légkörrel rendelkező bolygó például a Vénusz . Magas felszíni hőmérséklete ellenére a Vénusz légköre szén-dioxidból áll. Ennek a gáznak a molekulái túl nehezek ahhoz, hogy kivonják őket a bolygó gravitációs teréből. Szintén tényező az ionoszféra, amely a légkörnek a nap ultraibolya sugárzása által történő ionizációja következtében jön létre; a napszél vénuszi ionoszférájával és a Nap mágneses mezejével való kölcsönhatás eredményeként egy indukált mágneses tér jön létre, amely egyfajta ekvivalens a Föld mágneses mezőjével, ami a vénuszi légkör erózióját csökkenti. minimális. Természetesen a Vénuszon a víz nagy része még viszonylag gyors volt, néhány millió éven belül a Vénusz jelenlegi állapotába való átmenete után (a bolygó kialakulása után néhány százmillió éven belül), az erózió miatt elveszett, ami A bolygónak a lakható zónán kívüli elhelyezkedése és a szupererős "üvegházhatás" létezése magyarázza, amely a víz elpárolgásához vezetett a bolygó felszínéről. Olyan körülmények között, ahol a bolygó hőmérséklete sokkal alacsonyabb, mint a Vénuszon, ami a bolygó éjszakai részének eljegesedéséhez vezethet, a vízgőz elvesztése sokkal kevésbé érzékeny lehet. Ha a bolygó gravitációja erősebb, mint a Vénuszé, akkor ezek a veszteségek még kevésbé jelentősek.
Van azonban egy nagy előnye a vörös törpéknek a többi csillaghoz képest: nagyon sokáig bírják. 4,5 milliárd évbe telt, mire az emberiség megjelent a Földön, az élethez megfelelő körülmények pedig alig félmilliárd évvel korábban alakultak ki [23] . Ezzel szemben a vörös törpék több billió évig is élhetnek, mivel a nukleáris reakciók a belsejében sokkal lassabbak, mint a nagyobb csillagoké, ami azt jelenti, hogy az életnek több ideje lesz a fejlődésre és a túlélésre. Ezen túlmenően, bár annak valószínűsége, hogy egy bolygó egy adott vörös törpe körüli lakható zónába kerül, nem ismert, az összes vörös törpe körüli lakható zóna teljes térfogata megegyezik a napszerű csillagok körüli lakható zóna teljes térfogatával, ha figyelembe vesszük. mindenütt jelenlétük [24] . Az első szuperföldet , amelynek tömege a Föld 3-4-szerese volt, a Gliese 581 csillagának potenciálisan lakható zónájában fedezték fel , amely egy vörös törpe. Bár az árapály erők befogják, nagyon valószínű, hogy folyékony víz található a terminátoron [25] . A tudósok úgy vélik, hogy a bolygó körülbelül 7 milliárd éves, és elegendő tömeggel rendelkezik a légkör megtartásához.
2011 végén a HARPS spektrográfon kapott eredmények feldolgozása lehetővé tette , hogy következtetéseket vonjanak le a Föld-szerű exobolygók megjelenésének gyakoriságáról a vörös törpék közelében a "folyékony víz zónában". Kiderült, hogy átlagosan 41+54
−13A vörös törpék %-ában 1-10 M ⊕ tömegű Föld-szerű bolygók jelenléte várható a lakható zónában . A vörös törpék széles körben elterjedt előfordulása miatt a Tejútrendszerben körülbelül 160 milliárd van belőlük, galaxisunkban az ilyen bolygók számát több tízmilliárdra becsülik. A Nap közelében, 10 % -nál (~32,6 ly ) közelebbi távolságra feltételezik, hogy a folyékony víz zónájában körülbelül száz szuperföld található [26] [27] [28] .
Olaf Stapledon Starmaker című sci-fi- regényében az általa leírt galaxisunk számos idegen civilizációja közül az egyik egy bolygó terminátor régiójában található, amelyet egy vörös törpe árapály-ereje vett át. Ezt a bolygót olyan intelligens növények lakják, amelyek úgy néznek ki, mint a sárgarépa karokkal, lábakkal és fejükkel, és amelyek az idő egy részét a földeken alszanak a talajban, fotoszintézis révén elnyelik a fényt, a fennmaradó időben pedig ébren vannak cselekményeiket, és részt vesznek a modern ipari civilizáció összes összetett tevékenységében. Stapledon azt is leírja, hogyan alakult ki az élet ezen a bolygón [29] .
Vernor Vinge Deep in the Sky című regényének cselekménye egy vörös törpe körül keringő bolygón játszódik, amely időről időre változtatja a fényerejét. Tehát időnként egy vörös törpe fényességének csökkenésével az egész bolygó átfagy, amikor az összes élet hibernált állapotba kerül, és a fényesség növekedésével jön a „tavasz” és a „nyár”.
Isaac Asimov Nemezis című regénye az intelligens élet eredetéről mesél az Erythron, a Megas barna törpe holdján, amely viszont a vörös törpe Nemezis körül kering.
Hol Clement Tűzciklus című regényében a cselekmény egy vörös törpe bolygóján játszódik, amely viszont excentrikus pályán forog egy forróbb kék csillag körül. Amikor a vörös törpe messze van a rendszer fő alkotóelemétől, a bolygó körülményei hasonlóak a földihez, csak az év valamivel kevesebb, mint egy hónap. A csillagok közeledtével az életet a bolygón egy magas hőmérsékletű forma váltja fel, amely ultrahangos visszhangot használ látásként. Az élettani és anyagcsere-különbség ellenére mindkét életforma a másik változat "spóráinak" hordozója.
A Sad Kapteyn című tudományos-fantasztikus novella , amelyet az angol nyelvű tudományos-fantasztikus író , Alastair Reynolds írt , teljes egészében a Kapteyn b. A munka fő célja az exobolygó - felfedezési jelentés kulcsfontosságú elemeinek támogatása és illusztrálása . A történet a vörös törpe VZ Painter , egy csillagközi robotkutató érkezését írja le a rendszerbe. Az exobolygó felfedezését megkezdve a robot felfedezi, hogy valaha egy olyan civilizáció lakta, amely fejlettségi szempontból a Földnél jóval magasabb volt. A robot észreveszi, hogy az exobolygó tele van a Föld kontinenseinek megfelelő méretű becsapódási kráterekkel . Nincs légkör . Valószínűleg bolygóméretű katasztrófa történt, és a lakók kénytelenek voltak elhagyni a Kapteyn-csillagrendszert [30] .
| exobolygók | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| osztályok |
| ||||||||||||||||
| Típusok és módszerek |
| ||||||||||||||||
| Listák |
| ||||||||||||||||
| Küldetések |
| ||||||||||||||||