Maaari bang Makayanan ng Buhay ng Alien ang isang Mas Mainit, Mas Maliwanag na Bituin?

Exoplanet Orbiting Procyon

Ang impression ng isang artista tungkol sa isang exoplanet na umiikot sa kilalang, malapit na pangunahing uri ng pagkakasunud-sunod na uri ng F na Procyon, ang pinakamaliwanag na bituin sa konstelasyong Canis Minor. (Credit ng larawan: RedOrbit.com)



Ang mga bituin sa kalangitan sa gabi ay nagniningning sa napakaraming mga kulay at ningning-butas na mga blues, malinis na mga puti, nag-aalab na mga krimen. Ang bawat bituin ay may iba't ibang masa, ang pangunahing katangian na tumutukoy sa laki, habang-buhay, output ng ilaw at temperatura (na kinikilala natin bilang isang partikular na kulay).

Ngunit pagdating sa pag-iral ng buhay, alam natin na may kasiguruhan sa iisa lamang bituin - isang toasty, dilaw-maputi-puti, aming Araw - na pinapayagan ang pagtaas ng buhay sa isang nakapaligid na mundo. Gayunpaman, ang mga astrobiologist ay lubos na nakakumbinsi na ang buhay ay maaari ring bumuo sa mga planeta na umiikot sa mas maliit, mas malamig na mga bituin.





Ngunit ano ang tungkol sa mga bituin na may ilaw na mas matindi kaysa sa ating Araw? Ang isang bagong papel, tinanggap para sa publication sa International Journal of Astrobiology, sinusuri ang ilang mga pangunahing kaalaman para sa buhay na nagmumula sa paligid ng isang klase ng bahagyang mas mataas, mas maiinit na mga bituin na kilala bilang Mga F-type na pangunahing-pagkakasunud-sunod na bituin . (Ang mga bituin sa pangunahing pagkakasunud-sunod ay nasa 'buong pamumulaklak,' kung gayon, at tulad ng ating Araw, fuse hydrogen sa helium sa kanilang mga core.) Ang Procyon, isang maliwanag na puting bituin at ang pinakamaliwanag na bituin sa konstelasyong Canis Minor, ay isang kilalang F-type na pangunahing-pagkakasunud-sunod na bituin. Ang mga malalaking pinsan sa Araw na ito ay naiiba sa aming home star sa maraming mahahalagang paraan pagdating sa astrobiology. [ The Strangest Alien Planets Ever (Gallery) ]

Partikular na isinasaalang-alang ng bagong pag-aaral kung paano ang mas mataas na antas ng radiation ng ultraviolet (UV) na cranked ng mga bituin na F ay maaaring hadlangan ang pag-unlad ng buhay alien. Maaaring baguhin o sirain ng mga sinag ng UV ang mga molekula, tulad ng DNA, na itinuturing na kinakailangan para sa carbonchemical na nakabatay sa carbon . Ang isa pang disbentaha ng mga F-type na bituin, tulad ng ipinapahiwatig ng pag-aaral, ay sila ay nabubuhay ng mas maikling buhay kaysa sa mas mabagal na nasusunog na mga bituin tulad ng Araw pati na rin ang orange (K-type) at pulang bituin na dwarf (M-type) . Mahalaga ang variable na ito sapagkat ang buhay, tulad ng pagkaunawa natin, ay nangangailangan ng maraming oras upang makapunta at sa paglaon ay magbabago ng pagiging kumplikado. Bukod dito, mas napakalaking bituin, mas kakaiba ito; ang maliliit na M-type na bituin ay higit na marami sa mga G-type na bituin, na higit pa sa mabibigat na mga F-type na bituin.



Gayunpaman, binabalaan ng bagong papel ang ganap na pagsulat ng mga bihirang, panandalian, UV-blasting F-type na mga bituin bilang incubator ng buhay. Sa halip, ang mga F-type ay malamang na kumakatawan sa pinakamaliwanag at pinakamainit na pangunahing-pagkakasunud-sunod na mga bituin na maaaring naaayon payagan ang buhay na mabuo .

Ito ay pinagtatalunan na ang malamang host ng mga kandidato para sa exobiology dapat ay K-type o kahit M-type na mga bituin batay sa kanilang medyo mahaba ang haba ng buhay at mataas na dalas kumpara sa iba pang mga uri ng pangunahing mga bituin sa pagkakasunud-sunod, 'sinabi ng kapwa may-akda ng papel na si Manfred Cuntz, isang propesor ng pisika sa Unibersidad ng Texas sa Arlington, at nangungunang siyentista ng proyekto. 'Ngunit ang nag-iisang kaso na kilala para sa buhay na mayroon ay ang kapaligiran ng ating Araw, na kinilala bilang isang medyo mainit at napakalaking G-type na bituin.'



'Samakatuwid,' patuloy ni Cuntz, 'mukhang ganap na naaangkop upang tuklasin ang posibilidad ng exobiology para sa mga bituin na mas mainit at mas malaki kaysa sa Araw.'

Star light, star bright

Ang mga uri ng kinatawan ng bituin sa sistemang Morgan-Keenan, na may pinakamaliit at pinaka-cool sa kaliwa, na tinatawag na M-type, hanggang sa marahas, maiinit, maiikling O-type na mga bituin sa kanan.

Ang mga uri ng kinatawan ng bituin sa sistemang Morgan-Keenan, na may pinakamaliit at pinaka-cool sa kaliwa, na tinatawag na M-type, hanggang sa marahas, maiinit, maiikling O-type na mga bituin sa kanan.(Kredito sa imahe: Wikipedia / LucasVB)

Inuri ng mga astronomo ang mga bituin ayon sa uri ng ilaw na kanilang inilalabas. Ang pinagbabatayan ng katangiang ito ay ang mahalagang pag-aari ng masa. Ang dami ng mga bagay na bagay na naglalaman ng mga tumutukoy hindi lamang ang kanilang temperatura sa ibabaw, ngunit ang kanilang laki at panghabang buhay din.

Higit pang mga napakalaking bituin ang bumubuo ng mas malakas na gravity; ang mas malakas na grabidad ay lumilikha ng mas mataas sa loob ng mga temperatura at presyon, samakatuwid ay ginagawa ang pagsasanib ng nukleyar ng mga bituin pugon mas mahusay. Ang atomic nuclei fuse sa mas mataas na rate at naglalabas ng mas maraming enerhiya sa mga naka-compress na kondisyon. Bilang isang resulta, mas maraming napakalaking mga bituin ang naglalagay ng mas maraming ilaw at init habang sinusunog nila ang kanilang fuel na nukleyar sa isang mas mabilis na tulin kaysa sa mas malamig, hindi gaanong napakalaking mga bituin.

Ang mga F-type na pangunahing bituin ng pagkakasunud-sunod ay may isang masa tungkol sa 10 hanggang 60 porsyento na mas malaki kaysa sa Araw. Ang idinagdag na masa ay nagbibigay sa bituin ng temperatura sa ibabaw mula sa halos 10,500 hanggang 12,500 degree Fahrenheit; para sa paghahambing, ang aming Ibabaw ni Sun ay medyo nahihiya ng 10,000 degree Fahrenheit.

Tinutukoy ng pagiging mainit ng mga bituin ang kanilang kulay at sa gayon ang kanilang pag-uuri ayon sa pamantayan ng sistemang Morgan-Keenan. Ang sistemang pag-uuri na batay sa liham ay tumatakbo, mula sa pinakamatingkad at pinakamainit na mga bituin hanggang sa pinakamula at pinaka-cool na, tulad ng sumusunod: O, B, A, F, G, K, M.

Ang unang dalawang uri ay sumiklab sa sobrang taas ng temperatura at nabubuhay ng napakaliit sa isang oras (milyon-milyong hanggang daan-daang milyong mga taon) para sa buhay na magkaroon ng isang pagkakataon, at ang pangatlong uri ay madalas na itinuturing din na walang katuturan. Ang buhay ay tumagal ng tinatayang kalahating bilyong taon upang maitaguyod ang sarili sa Lupa, at isa pang dalawa hanggang tatlong bilyong taon upang makabuo ng pagkakumplikado ng multicellular. (Ang Daigdig at Araw ay kasalukuyang nasa 4.6 bilyong taong gulang.) Ang mga pangunahing bituin na pagkakasunud-sunod ng F na uri ay inaasahang mananatiling matatag sa loob ng 2 hanggang 4 bilyong taon tulad ng iminumungkahi ng mga detalyadong modelo. (Ang aming Araw ay dapat magkaroon ng isang katugmang matatag na buhay na humigit-kumulang 10 bilyong taon.)

Alinsunod dito, walang nakitang dahilan sina Cuntz at mga kasamahan kung bakit ang buhay ay walang sapat na 'window of opportunity' na lumabas sa mga mundong naligo sa ilaw ng isang F-type na bituin.

'Ang habang buhay ng mga bituin na F-type sa pangunahing pagkakasunud-sunod ay lilitaw na sapat na mahaba para sa buhay na may pagkakataong magsimula at umunlad, 'sinabi ni Cuntz.

Masyadong malupit ang isang silaw?

Maaaring mapinsala ng radiation na ultraviolet ang mga molekula ng DNA, sanhi nito

Maaaring mapinsala ng radiation ng ultviolet ang mga molekula ng DNA, na nagdudulot ng 'mga bayu' sa panloob na istrakturang tulad ng hagdan na hindi wastong nabuklod sa bawat isa.(Kredito sa imahe: Earth Observatory ng NASA / David Herring)

Ang ilaw mula sa mga F-type na bituin, gayunpaman, ay mas matindi kaysa sa mula sa aming Araw. Mas maiinit na mga bituin nagpapalabas ng mas maraming mas mataas na enerhiya na mga porma ng ilaw, tulad ng UV, kaysa sa kanilang hindi gaanong napakalaking mga pinsan, na maaaring gumawa ng isang malalim na pagkakaiba-iba kapag isinasaalang-alang ang tirahan.

Ang pag-aaral ni Cuntz at mga kasamahan ay isinasaalang-alang ang mga F-type na bituin sa saklaw na masa na 1.2 hanggang 1.5 beses kaysa sa Araw. Sinukat ng mga mananaliksik ang pinsala na sanhi ng mga ray ng UV ng mga kinatawang bituin sa isang molekula ng DNA. Ang dami ng natanggap na radiation ng Molekyul ay nakabitin sa isang mapang-akit na planeta na nakalagay sa posisyon na katumbas ng orbit ng Earth (kaya, ang orbit ng modelong planeta ay medyo mas malayo mula sa mas maiinit, F-type na bituin kaysa sa Earth). Kinakalkula ng mga siyentista ang pinsala ng DNA sa pamamagitan ng kilala bilang isang spectrum ng pagkilos, na isang sukat ng antas ng pagkasira o pagbabago ng mga molekula sa ilalim ng impluwensya ng radiation.

Ang mga resulta: Mga molekula ng DNA sa ilalim ng pagniningning ng isang F-type na bituin ay magdusa 2.5 hanggang 7.1 higit na pinsala mula sa ilaw ng UV kumpara sa naidulot ng Araw. Ang mga molekulang hydrocarbon na buhay

Isang lilim, ligtas na lugar

Laro sa habang buhay? Hindi masyado. Ang naunang mga numero ay hindi isinasaalang-alang kung hanggang saan ang kalasag ng ilang uri — halimbawa, isang himpapawid o pagkalubog sa tubig — ay maaaring hadlangan ang ilang mga mapanganib na sinag ng UV. Karamihan sa mga biologist ay iniisip na ang buhay ay lumitaw sa primordial Earth sa isang may tubig na kapaligiran anupaman at marahil ay hindi maabot ng mga sinag ng UV sa hydrothermal ventson sinaunang mga sahig ng karagatan. Katulad nito, sa pamamagitan ng pamumuhay sa ilalim ng tubig, o sa ilalim ng lupa, sinabi ni Cuntz, ang mga primitive na solong cell na nilalang ay maaaring mabuhay sa isang mundo na nakatago sa mabibigat na ilaw ng UV mula sa isang F-type na bituin.

Ang pagbuo ng multi-cellular, kumplikadong buhay sa isang planeta sa paligid ng isang F-type na bituin , bagaman, mangangailangan ng uri ng proteksyon ng UV na ibinibigay ng isang layer ng ozone. Ang Earth ay may tulad na isang layer, mataas sa kapaligiran, ng mga ozone molekula na binubuo ng tatlong mga atomo ng oxygen. Ang layer ay sumisipsip ng halos lahat ng pinakamataas na enerhiya at sa gayon ay pinaka-mapanganib na uri ng mga sinag ng UV, na tinawag na UVC. Ang mga sinag na ito ay maaaring tumagos sa ibabaw ng ating planeta at maaaring patayin ang mga nakalantad na mga form ng buhay. Ang ilang mga hindi gaanong masiglang sinag ng UVA at UVB ay umabot pa rin sa lupa, kung saan pininsala nito ang aming balat, na sanhi ng mga sunog at kanser sa balat.

Ang tubig ay maaaring kumilos bilang panangga laban sa matitigas na sinag ng UV na maaaring hadlangan ang pag-unlad ng buhay.

Ang tubig ay maaaring kumilos bilang panangga laban sa matitigas na sinag ng UV na maaaring hadlangan ang pag-unlad ng buhay.(Credit ng larawan: tata_aka_T)

Sa isang tila kabalintunaan, ang proteksiyon ng ozone layer ng Earth ay talagang naisip na lumitaw salamat sa buhay. Maaga sa kasaysayan ng ating planeta, ang buhay na potosintesis — na bahagyang naprotektahan mula sa mga sinag ng UV ng tubig — na kinarga ang atmospera ng oxygen gas na pagkatapos ay nag-react sa sinag ng araw upang makabuo ng osono. Alinsunod dito, ang simpleng buhay ang nagbukas ng daan para sa mas kumplikadong buhay habang tumagal ang isang layer ng osono; tulad ng isang hakbang na proseso ng ebolusyon ay maaaring lumipat sa mga planetaryong katawan ng isang uri na F.

Itinuro ni Cuntz na ang labis na pagkakalantad sa ilaw ng UV ay hindi dapat ipakahulugan bilang isang ganap na masamang artista. Bagaman maaari itong makapinsala sa biomolecules, ang UV ay maaari ring bigyan ang lumalaking buhay ng isang madaling gamiting spark, na nagbibigay ng mapagkukunan ng enerhiya. Maaari ding maging kapaki-pakinabang upang masimulan ang pinagmulan ng buhay sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang lubos na reaktibo na kapaligiran ng biochemical.

'Malawakang pagsasalita, ang UV ay dapat isaalang-alang parehong kaibigan at kalaban sa punong-guro na posibilidad ng buhay,' sinabi ni Cuntz. 'Sa kasalukuyang yugto ng Earth patungkol sa marami sa mga form ng buhay nito, ang kakulangan ng isang layer ng ozone ay tunay na mapanganib sa karamihan ng mga uri ng buhay sa ibabaw. Sa kabilang banda, hinggil sa pinagmulan ng buhay at maagang yugto ng ebolusyon, ang isang kapansin-pansin na intensity ng UV ay maaaring maging mahalaga para sa pagpapadali ng pagsisimula ng buhay sa pamamagitan ng pag-uudyok ng nauugnay na mga reaksyon ng biochemical na maagang yugto. '

Higit pa, ngunit hindi masyadong marami ang pagkakalantad sa UV ay maaaring magbigay ng isang biological bonus sa pamamagitan ng pag-sanhi ng pagbago ng DNA nang mas mabilis —ang pinakadiwa ng ebolusyon, lalo na sa mga unang yugto nito.

'Maaaring suportahan din ng UV ang pinabilis na ebolusyon sa pamamagitan ng pagpapasimula ng mga mutasyon,' sinabi ni Cuntz.

Mas maraming silid upang manirahan

Ang isa pang boon sa pangunahing uri ng pagkakasunud-sunod na bituin ay ang pinalawak na climatological puwedeng tirahan na sona , 'ang mapagtimpi band sa paligid ng mga bituin kung saan ang umiikot na mga planeta ay maaaring mapanatili ang likidong tubig sa kanilang mga ibabaw. Ang mga nakatira na mga zone ay karaniwang sinusukat sa mga yunit ng astronomiya (AU), ang average na distansya ng Sun-Earth na 93 milyong milya, na katumbas ng 1.0 AU.

Medyo higit pang nomenclature: Ang aming Araw ay isang teknikal na isang bituin ng G2; sa MK stellar classification system. Ang digit pagkatapos ng may letrang klase ng parang multo ay tumutukoy sa kung gaano kalayo kasama ang isang pagpapatuloy, na may bilang na 0 hanggang 9, na ang partikular na bituin ay may ranggo, na may 0 na pinakamalapit sa susunod na mas maiinit na klase na parang multo at 9 na pinakamalayo. Kaya, ang isang bituin na G2 ay mas mainit kaysa sa isang bituing G7.

Ang mga bituin na mas mainit kaysa sa Araw, tulad ng mga F-type na bituin, ay may mas pinalawig na mga maaaring tirahan na mga zone, habang ang mga bituin na mas malamig kaysa sa Araw ay may mas mahigpit na mga orbital band kung saan ang tubig ay maaaring manatiling likido sa isang planeta o lunar na ibabaw.

Ang mga bituin na mas mainit kaysa sa Araw, tulad ng mga F-type na bituin, ay may mas pinalawig na mga maaaring tirahan na mga zone, habang ang mga bituin na mas malamig kaysa sa Araw ay may mas mahigpit na mga orbital band kung saan ang tubig ay maaaring manatiling likido sa isang planeta o lunar na ibabaw.(Kredito sa imahe: NASA / Kepler Mission / Dana Berry)

Ang papel ay binanggit ang dating gawain sa pagsukat ng isang medyo mainit na F0 na bituin na nagtataglay ng isang maaaring mapuy-ang zone na umaabot mula sa tungkol sa 2.0 AU hanggang 3.7 AU — isang banda na higit sa dalawang beses kaysa sa Sun, na kinalkulang span ng 0.8 AU hanggang 1.5 AU. Ang mapapasadyang zone para sa isang medyo cool na F-type na bituin, isang F8, samantala, ay umaabot sa pagitan ng 1.1 at 2.2 AU.

Sumusunod ito sa mga exoplanet na inilagay sa mga panlabas na gilid ng kani-kanilang mga maaaring uriin ng F-star na mga sona, at ang pag-iikot sa mga bituin na pang-uri ng F sa halip na ang mga roasters na hangganan sa A-type na kategorya ng bituin, ay makakatanggap ng mas kaunting ilaw ng UV.

Sa huli, binigyan ng iba't ibang pagsasaalang-alang sa papel, ang buhay ay dapat tumayo ng isang makatuwirang magandang pagkakataon na magkaroon ng mas malamig, hindi gaanong malubhang-UV realms tungkol sa mga F-type na bituin. Ang mga kahinaan ng pangunahing uri ng mga bituin na pagkakasunud-sunod ng F-mas maraming UV, mas maikli na panghabang buhay na bituin-ay hindi inaalis ang mga ito mula sa pagtatalo ng astrobiological kasama ang kanilang mas maliit na mga pinsan, uri ng G, uri ng K at uri ng M na bituin.

'Pagdating sa pagsusuri ng uri ng F na uri ng planetary na puwedeng tirahan, kinakailangang panatilihing bukas ang isip sa iba't ibang mahahalaga at magkakaugnay na mga paksa ng exobiology, at upang itaguyod ang pagsasaliksik sa hinaharap, 'sabi ni Cuntz.

Ang kwentong ito ay ibinigay ng Magasin ng Astrobiology , isang publikasyong batay sa web na na-sponsor ng NASA programa ng astrobiology .

Sundan mo kami @Spacedotcom , Facebook o Google+ . Nai-publish noong Space.com .