A Naphoz hasonló méretű csillagok közel fele kettős rendszer tagja. A Koppenhágai Egyetem munkatársai szerint a kettőscsillagok körül keringő bolygórendszerek nagyon különbözhetnek azoktól, amelyek önálló csillag körül keringenek. Talán érdemes új célpontok közelében keresnünk a földönkívüli életet.

A chilei ALMA rádiótávcső-hálózat tányérai. (Forrás: ESO/S. Guisard)

Az egyetlen olyan bolygó, amelyen ismereteink szerint élet van, a Föld, amely a Nap körül kering, így nyilvánvalónak tűnik, hogy a hasonló méretű csillagok körül kell keresnünk az élet nyomait. Ezeknek a csillagoknak közel a fele kettős rendszer tagja. A Koppenhágai Egyetem új kutatása során a csillagászok arra a következtetésre jutottak, hogy a kettőscsillagok körül egészen más módon alakulnak ki a bolygók, mint a Naphoz hasonló, önálló csillagok körül.

„Ez az eredmény azért is különösen izgalmas, mert az elkövetkező években több új, rendkívül hatékony műszer áll a földönkívüli élet kutatásának szolgálatába. Így még fontosabb megtudnunk, hogyan jönnek létre a különböző típusú csillagok bolygói. Az ehhez hasonló eredmények leszűkíthetik azoknak a helyeknek a körét, ahol különösen érdekes lehet az élet keresése.” – mondja Jes Kristian Jørgensen (University of Copenhagen), a projekt vezetője.

A kutatáshoz tajvani és amerikai csillagászok is csatlakoztak. Az eredményeket ismertető szakcikket a Nature című folyóirat tette közzé.

Kitörések formálják a bolygórendszereket

A felfedezés a chilei ALMA rádiótávcső-hálózat megfigyelésein alapul, amelyet egy, a Földtől körülbelül 1000 fényévre lévő fiatal kettőscsillagról végeztek. Az NGC 1333-IRAS2A jelű kettős rendszert gázból és porból álló korong veszi körül. A megfigyelések csupán pillanatképet nyújthatnak a kettős rendszer kialakulásának történetéről. A kutatók ezért a múltbeli és a jövőbeli történéseket is számításba vevő szimulációkkal egészítették ki a megfigyeléseket.

„A megfigyelések segítségével részletgazdagabb képet kaphatunk a csillagok környezetéről, és megvizsgálhatjuk, hogyan mozog a por és a gáz a korong felé. A szimulációk pedig rámutatnak a háttérben játszódó fizikai folyamatokra, valamint a megfigyelt állapot előtti történésekre és a várható jövőbeli eseményekre.” – magyarázza Rajika L. Kuruwita, a tanulmány társszerzője.

Egy kettőscsillag modellje. (Forrás: Jørgensen, Kuruwita et al.)

A gáz és a por áramlása nem egyenletes. Időnként – általában ezer évenként tíztől száz évig terjedő időtartamra – nagyon erőteljessé válik. A kettőscsillag ilyenkor legalább tízszer, legfeljebb százszor fényesebbé válik, míg aztán visszatér eredeti állapotába.

A ciklikusság feltehetően a rendszer kettősségéből adódik. A két csillag egymás körül kering, és a gravitációjuk bizonyos időközönként oly módon hat a körülöttük lévő por- és gázkorongra, hogy abból nagy mennyiségű anyag a csillagra hullik.

„A beszippantott anyag jelentős hőmérséklet-emelkedést idéz elő. A forróság pedig fényesebbé teszi a csillagot.” – mondja Rajika L. Kuruwita, majd hozzáteszi: „Ezek a kitörések szétszaggatják a gáz- és porkorongot. Mialatt a korong újraépül, a kitörések a majdani bolygórendszerre is hatással lehetnek.”

Az élet építőanyagait üstökösök szállítják

A megfigyelt rendszer még túl fiatal ahhoz, hogy bolygók alakuljanak ki benne. A kutatók remélik, hogy még több távcsőidőt kapnak az ALMA rádiótávcső-hálózatra, ami segíthet tovább vizsgálni a bolygók kialakulását.

Nem csak a bolygók lesznek az érdeklődésük középpontjában, hanem az üstökösök is. „Az üstökösök valószínűleg fontos szerepet játszanak az élet kialakulásához szükséges feltételek megteremtésében. Gyakran nagy mennyiségű jég található bennük, amely szerves molekulákat tartalmaz. Elképzelhető, hogy ezek a szerves molekulák így biztonságban túlélik azokat a korszakokat, amikor a bolygó még meddő, majd egy későbbi becsapódás során az üstökös a bolygó felszínére szállítja őket.” – mondja Jes Kristian Jørgensen.

A kitörések szerepének megértése azért fontos, mert „a kitörések okozta hőmérséklet-emelkedés hatására a porszemcsék és a körülöttük lévő jég elpárolog. Ez megváltoztathatja annak az anyagnak a kémiai összetételét, amelyből a bolygók keletkeznek.”

Ezért fontos része a kutatásnak a kémia is: „Az ALMA által lefedett hullámhosszok segítségével meglehetősen bonyolult szerves molekulákat detektálhatunk, például a 9–12 atomos, széntartalmú molekulákat is. Ezek olyan, sokkal összetettebb molekulák építőkövei lehetnek, amelyek létfontosságúak az általunk ismert élet kialakulásához. Például az aminosavaké, amiket már találtunk üstökösökben.”

Hatékony műszerek csatlakoznak a földönkívüli élet kutatásához

Az ALMA nem egyetlen műszer: összesen 66 teleszkóp alkotja, amelyek együtt dolgoznak. Ezáltal sokkal nagyobb felbontást képes elérni, mint egyetlen távcső.

Nemsokára a James Webb-űrtávcső is csatlakozik a földönkívüli élet kutatásához. Az évtized végére a James Webb-űrtávcső mellé beáll a Rendkívül Nagy Távcső (ELT) és az SKA antennahálózat. A Rendkívül Nagy Távcső 39 méteres tükre a legnagyobb optikai távcső lesz a Földön, amely képes lesz feltárni a Naprendszeren kívüli planéták, az exobolygók légkörének tulajdonságait. Az SKA-t pedig több ezer dél-afrikai és ausztráliai teleszkóp fogja alkotni, így nagyobb hullámhosszakat is elér, mint az ALMA.

„Az SKA segítségével közvetlenül gyűjthetünk adatot a nagy szerves molekulákról. A James Webb-űrtávcső az infravörös tartományban dolgozik, amely különösen alkalmas a jégben található molekulák megfigyelésére, de továbbra is rendelkezésünkre áll az ALMA, amely a gázmolekulák vizsgálatára használható. A különböző eszközök együtt rengeteg izgalmas eredménnyel fognak szolgálni.” – összegzi Jes Kristian Jørgensen.

Forrás: University of Copenhagen