Astronomi

Hvor meget mere liv kunne solen få via stjerneløft?

Hvor meget mere liv kunne solen få via stjerneløft?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Det er tidligere blevet foreslået, at vi kunne bruge denne teknik til at fjerne brint fra solen for at sænke fusionshastigheden og forlænge dens levetid, så den ikke steger vores planet.

Jeg undrer mig over, hvor meget mere liv vi muligvis kan komme ud af solen ved at gøre dette? Jeg tænker, at vi vil holde solens lysstyrke konstant, måske lavere end den nu er jævn, det plejede kun at være 70%, men måske er det for lavt uden at vi behøver at have for meget kuldioxid i atmosfæren for komfort (1000 ppm er grænsen, inden vi begynder at blive påvirket iirc).

Under alle omstændigheder, for at det kan jeg tro, at stjerneløftningen skulle udføres regelmæssigt i løbet af solens fremtidige levetid, så et meget langsigtet projekt. Det skal så at sige regelmæssigt indstilles, da kernen tømmer brændstoftilførslen og kollapser lidt, vi bliver nødt til at fjerne lidt mere materiale for at genoprette balancen for at holde den samme effekt.

Ved nogen, hvordan man finder ud af, hvor længe vi kan fortsætte med at gøre dette?

Der vil så naturligvis komme et tidspunkt, hvor vi ikke kan fjerne mere brændstof fra solen, fordi kernen vil have udtømt alt tilgængeligt brint inden da og bliver nødt til at ty til heliumfusion.

Eller kan vi holde solens output konstant selv med heliumfusion? Eller er vi på det tidspunkt nødt til at overveje radikalt forskellige metoder, som på en eller anden måde at fjerne brugt brændsel fra kernen og erstatte det med brintet, som vi fjernede de forrige milliarder år tidligere?


TL; DR: solens hovedsekvens levetid kan øges med en faktor på 12,2.

Den mest komplette astrofysiske analyse af stjerneteknik til at udvide jordens beboelighed er måske Martin Beechs bog Forynge solen og undgå andre globale katastrofer (2008).

For at opretholde biosfæren skal solens indre blandes (for at undgå den røde kæmpe fase) og materialet skal fjernes (for at undgå for stor lysstyrke).

Fjernelse af materiale

Det er vanskeligt at fjerne materiale, fordi den potentielle energi på solens overflade er $ U_ odot = GM_ odot / R_ odot = $ 1.9e11 J / kg. Mens kun 2e-6 af masseenergien, der er inkorporeret i sagen, og 0,3% af den potentielle fusionsenergi, er den stadig besværlig. Hvis en Dyson-kugle blev brugt med perfekt effektivitet, ville den maksimale masseekstraktionshastighed være begin {ligning} dot {m} = frac {L_ odot} {U_ odot} = frac {L_ odot R_ odot} {GM_ odot} ca. 2.0061 cdot 10 ^ {15} tekst {kg / s}, end {ligning} en typisk masse for en mindre asteroide. Tidsskalaen for at adskille solen ved hjælp af kun sollysstyrke er begin {ligning} tau_ {disassemble} = frac {3GM_ odot ^ 2} {5R_ odot L_ odot} = 18.852 tekst {Myr}. end {ligning} Længe før dette tidspunkt ville ændringer i tryk reducere lysstyrken, hvilket gør dette skøn til en undervurdering med ca. en størrelsesorden. Jeg får 556,93 Myr, lidt mere end Criswells 300 Myr.

En anden idealiseret model er, at løftprocessen smelter sammen brint (ved hjælp af $ p-p $ proces) for at drive yderligere løft. I dette tilfælde producerer hvert kg løftet masse $ 6,45 cdot 10 ^ {14} $ J, hvilket tillader løft af 3380 kg mere brændstof. Dette kunne naturligvis fremskynde vilkårligt, hvis der var teknologi til det.

Jeg går ud hvordan at gøre det. Foruden Criswells klassiske forslag (fremskyndelse af rotation, sugning af plasma ved hjælp af magnetfelter osv.) Foreslår bøg, at en strøm af ramscoops eller en stjerneform kan gøre det. Dette er ikke rigtig nøglen til spørgsmålet.

Lysstyrke falder

Lysstyrke kan også nedsættes ved at øge ikke-termisk kernetryk, måske gennem stærke magnetfelter eller hurtig intern rotation. Dette vil forlænge hovedsekvensens levetid som begin {ligning} tau_ {NTPS} sim tau_ {MS} venstre (1- frac {p_ {NT}} {p_T} højre) ^ {- 7.5}. slut {ligning} En stigning på 10% i forhold til det aktuelle tryk ville fordoble solens hovedsekvenslevetid og ca. halvere lysstyrken ved brintudmattelse. At opnå dette er ikke-trivielt i betragtning af den nuværende solstruktur (magnetfelterne genereres i den konvektive ydre kuvert), men bøg bemærker, at hvis massen blev reduceret til under halvdelen af ​​den nuværende masse, ville den modificerede sol være fuld konvektiv, og magnetfelterne ville også producere højere $ p_ {NT} $ i kernen.

En anden måde at reducere lysstyrken på er at øge stjernernes opacitet $ kappa $. For at reducere lysstyrken med en faktor på 100 (og overfladetemperaturen med en faktor på 10) skal opaciteten øges med en faktor på 100. Imidlertid bemærker Beech, at kun tilføjelse af tunge elementer ikke hjælper, da de øger massen og dermed lysstyrke. Mens man kan forestille sig "dialyse", hvor helium fjernes og erstattes af større $ Z $ elementer dette synes komplekst, og der er ingen lokale let tilgængelige kilder, der er nok høje $ Z $ materiale i solsystemet.

Blanding

Ingeniørforbedret blanding, før massen fjernes, er ikke praktisk. Påvirkere og lasere trænger simpelthen ikke dybt nok ind i noget. Bøg foreslår at anvende et sub-stjernet sort sort hul, der oscillerer gennem solen for at blande det. Hvis hullet er lille, er tiden til absorption lang.

Resultat

Med massetab og fuldstændig blanding finder Beech, at livssekvensens levetid er steget til en faktor 12,2 med rimelige faktorer mellem 4 og 6.

Bøks scenarie har det problem, at den sene scenesol, mens den har en acceptabel lysstyrke ved jordens bane, vil være langt varmere og frigive betydelig UV-stråling. Slutresultatet ligner på mange måder en blå stjerne.


Den stille sol er meget mere aktiv, end vi troede

Solaktivitet varierer i 11-årige cyklusser. Da aktivitetscyklussen skifter til en ny, er solen normalt meget rolig i flere år.

I lang tid har forskere troet, at der ikke er meget interesse for solen i den passive periode, derfor ikke værd at studere. Nu viser denne antagelse sig at være falsk af Juha Kallunki, Merja Tornikoski og Irene Bj & oumlrklund, forskere ved Mets & aumlhovi Radio Observatory, i deres peer-reviewed forskningsartikel offentliggjort i Solar Physics. Dette er første gang, at astronomer systematisk studerer fænomenet med solminimum.

Ikke alle fænomener kunne forklares - endnu

Forskerne nåede deres konklusion ved at undersøge solradiokortene, der blev opdaget af Mets & aumlhovi Radio Observatory og sammenligne dem med de data, der blev indsamlet af en satellit, der observerede Solen i det ultraviolette område. Solkortene viste aktive områder eller radiobelysning, som kan ses på kortene som varmere områder end resten af ​​soloverfladen. Ifølge forskere er der tre forklaringer på radiobelysning.

For det første blev der observeret nogle lysninger i polarområderne på solkortene, der kunne identificeres som koronale huller. Partikelstrømme, eller solvind, udstødt af koronale huller, kan forårsage auroras, når de når jordens atmosfære. Koronaen er Solens ydre atmosfære.

For det andet observerede forskerne lysende lys, hvorfra der på baggrund af andre observationer kunne påvises udstødning af varmt materiale fra solens overflade.

For det tredje blev der fundet radiobelysning i områder, hvor der på baggrund af satellitobservationer blev påvist stærke magnetfelter.

Forskere fandt også radiobelysning i nogle områder, hvor der ikke blev fundet en forklarende faktor på baggrund af satellitobservationer.

'De andre anvendte kilder forklarede ikke årsagen til lysningen. Vi ved ikke, hvad der forårsager disse fænomener. Vi skal fortsætte vores forskning ', siger Kallunki.

Yderligere observationer og forskning er også nødvendige for at forudsige, om fænomenet med solminimum indikerer noget om den næste aktive periode, for eksempel om dens begyndelse og intensitet. Hver af de sidste fire cyklusser har været svagere end den foregående. Forskere ved ikke, hvorfor aktivitetskurverne ikke stiger så højt som i de foregående cyklusser.

'Solaraktivitetscyklusser varer heller ikke altid nøjagtigt 11 år', forklarer docent Merja Tornikoski.

'En ny aktivitetsperiode vil ikke blive identificeret, før den allerede er i gang. Under alle omstændigheder er disse observationer af den stille fase, vi nu analyserer, klart i en periode, hvor aktiviteten er på sit laveste. Nu venter vi på en ny stigning i aktivitet. '

Solstorme kan forårsage fare

På Jorden kan f.eks. Solaktivitet ses som nordlys. Solaktivitet kan endda forårsage store skader, da solstorme forårsaget af solstråler kan skade satellitter, elnet og radiofrekvenskommunikation. Forskning hjælper med at forberede sig på en sådan skade.

'I solstorme tager det 2 til 3 dage, før partiklerne rammer jorden. De når satellitter højere op i kredsløb meget hurtigere, hvilket vil give os endnu mindre tid til at forberede os på skader ', påpeger Kallunki.

Aalto University Mets & aumlhovi ligger i Kirkkonummi og er den eneste astronomiske radioobservatorium og kontinuerligt operationelle astronomiske observationsstation i Finland. Mets & aumlhovi er internationalt kendt for sine unikke, kontinuerlige datasæt, inklusive et solovervågningsprogram, der spænder over 40 år, der har indsamlet data fra videnskabeligt meget interessante høje radiofrekvenser. Dette er muligt takket være den usædvanligt præcise spejlflade på Mets & aumlhovi radioteleskop.


Nu ved vi, hvor langt væk en magnetar er

Folk synes, at sorte huller er skræmmende, og det forstår jeg, det gør jeg virkelig. Men for mig er de skræmmende objekter i rummet ikke sorte huller. De er magnetarer.

Disse er en særlig slags neutronstjerner, som er skræmmende nok som de er. Når en massiv stjerne eksploderer i slutningen af ​​sit liv som en supernova, sprænges kun de ydre lag væk. Kernen kollapser for at danne en urimelig tæt kugle omkring 24 - 28 kilometer på tværs. Dette objekt kan have en masse på over det dobbelte af solens, men kun pakket i en kugle a quadrillionth lydstyrken.

Mere dårlig astronomi

Overfladens tyngdekraft kan være hundrede millioner gange Jordens - på en neutronstjerne ville jeg veje godt over 7 milliarder ton - og magnetfeltet kan være mange milliarder gange stærkere end Jordens. Neutronstjerner er skræmmende.

Men magnetarer er en hel 'nuther klasse af dem. Af grunde, der stadig ikke er helt forstået, kan de have magnetfelter tusinder af gange stærkere endnu, hvoraf nogle topper ud på en kvadrillion gange jordens. Magnetismen er så stærk, at den kan dominere overfladen af ​​en magnetar, selv over den latterlige tyngdekraft!

De gennemgår også fantastisk kraftige eksplosive begivenheder, kaldet blusser, der er så enorme, at de fysisk kan påvirke genstande omkring dem i afstande på titusinder af lysår. I 2004 kom en sådan opblussen fra en magnetar fysisk sammenpresset Jordens magnetfelt, selvom det var 50.000 lysår væk!

Vi har masser af teoretiske modeller for, hvordan de opfører sig, men en stor begrænsning i at sammenligne dem med observationer (hvilket er, hvordan du validerer eller tilbageviser modellen) er, at vi ikke har gode afstandsmålinger til magnetarer. De er alle tusinder af lysår væk (eller i andre galakser), og astronomer har tendens til at bruge indirekte metoder til at få afstanden, hvilket kan have stor usikkerhed.

Illustrationer, der viser en magnetar superflare, et udbrud af episk energi fra overfladen af ​​en neutronstjerne. Kredit: NASA / GSFC

Det hedder XTE J1810-197 og blev opdaget i 2003. Af de omkring 30 kendte magnetarer er det en af ​​de få, der udsender radioimpulser - hvilket gør det til et pulsar. Det udsender stråler af energi som et fyrtårn, og når neutronstjernen roterer, stråler disse stråler over jorden, hvilket vi ser som en pludselig og kort energibesparelse.

Det er vigtigt! Det betyder, at det kan observeres ved hjælp af radioteleskoper, og der er en teknik kaldet interferometri der i det væsentlige forbinder teleskoper fra hele verden og efterligner opløsningen af ​​et enkelt teleskop på størrelse med jorden. Dette giver mulighed for ekstremt præcise målinger af et objekts position.

Astronomer fandt afstanden til en nærliggende magnetar ved at måle dens parallaks, dens tilsyneladende forskydning i position på himlen, mens jorden bevæger sig rundt om solen. Kredit: Sophia Dagnello, NRAO / AUI / NSF

De målte afstanden via parallaks. Hvis du bevæger dig, ser objekter tæt på dig ud til at bevæge dig hurtigere end dem længere væk. Hvis du ved, hvor langt du bevæger dig mellem to observationer, kan du måle, hvor meget et nærliggende objekt ser ud til at bevæge sig i forhold til baggrundsobjekter og bruge lidt trigonometri til at måle, hvor langt væk det er.

Det er hvad astronomer gjorde med XTE J1810-197. De observerede det over en periode på 1,3 år, og i løbet af den tid bevægede Jorden sig omkring solen med en kendt mængde. De kunne registrere den tilsyneladende bevægelse af magnetaren sammenlignet med langt fjernere genstande og finde dens afstand.

Viser sig, XTE J1810-197 er omkring 8.100 ± 1.000 lysår væk, hvilket gør det til den nærmeste kendte magnetar.

Pæn. Det vil hjælpe astronomer med at kalibrere deres modeller. Forhåbentlig kan det også bruges til bedre at estimere afstanden til andre magnetarer, for hvilke parallax ikke er blevet målt. Det er meget vigtigt.

En roterende neutronstjerne med et kraftigt magnetfelt pisker subatomære partikler op omkring den. Kunstværkskredit: NASA / Swift / Aurore Simonnet, Sonoma State University

For eksempel er vi temmelig sikre på, at i det mindste nogle underlige eksplosioner af radioenergi, vi ser, kommer fra andre galakser, kaldet hurtige radio bursts, genereres af magnetarer. I april 2020 udsendte en magnetar i vores egen Mælkeveje-galakse kaldet SGR 1935 + 2154 en enorm eksplosion af radioenergi, der var den stærkeste af sin art, der nogensinde er opdaget, og var den første, der kom fra vores galakse og fra en kendt kilde. At kende afstanden til XTE J1810-197 kan hjælpe med at forstå afstanden til SGR 1935 + 2154 og muligvis hjælpe os med at forstå disse bursts, når de kommer fra andre galakser.

En masse astronomi handler om bootstrapping: At få nogle grundlæggende målinger (som afstand, lysstyrke, masse og sådan) for et objekt og derefter bruge det til at få det til andre objekter. Vi brugte parallaks til at få afstandene til nærliggende stjerner, brugte derefter deres lysstyrke til at få afstande til stjerner, hvor parallaks ikke var mulig, og brugte det derefter til afstanden til nærliggende galakser, og derefter brugte vi dem til at få afstanden til galakser klar over hele universet (vi kalder dette afstandsstige).

At få afstanden til en magnetar virker måske ikke som en big deal, men det er meget. Der er en hel kosmos af lignende objekter derude, og hvis vi finder ud af, hvor langt væk man er, ved vi snart meget mere. Rejsen på en milliard lysår begynder med et enkelt trin.


Milky Way's Ancient K Stars - & # 8220The Best Bet for Planets With Life? & # 8221

”Solen er 10 milliarder gange lysere end en jordlignende planet omkring den, så det er meget lys, du skal undertrykke, hvis du vil se en planet, der kredser om. En K-stjerne kan være 'kun' en milliard gange lysere end en jord, der kredser omkring den, "sagde Giada Arney fra NASAs Goddard Space Flight Center. Og de lever meget lang tid - 17 milliarder til 70 milliarder år sammenlignet med 10 milliarder år for solen - hvilket giver masser af tid til at udvikle sig. Også K-stjerner har mindre ekstrem aktivitet i deres ungdom end universets svageste stjerner, kaldet M-stjerner eller "røde dværge."

Hvilke slags stjerner er mest sandsynligt vært for beboelige planeter?

Forskere, der leder efter tegn på liv ud over vores solsystem, står over for store udfordringer, hvoraf den ene er, at der er hundreder af milliarder stjerner i vores galakse alene at overveje. For at indsnævre søgningen skal de finde ud af: Hvilke slags stjerner er mest tilbøjelige til at være vært for beboelige planeter?

En undersøgelse fra 2019 fandt ud af, at en bestemt klasse af stjerner kaldet K-stjerner, der er svagere end solen, men lysere end de svageste stjerner, kan være særligt lovende mål for at søge efter livstegn.

M stjerner & # 8211et bedre udsigter?

M-stjerner tilbyder nogle fordele i søgningen efter beboelige planeter. De er den mest almindelige stjernetype i galaksen og omfatter omkring 75 procent af alle stjerner i universet. De er også sparsomme med deres brændstof og kan skinne i over en billion år. Et eksempel på en M-stjerne, TRAPPIST-1, er kendt for at være vært for syv jordstørrelsesplaneter.

Men M-stjernernes turbulente ungdom giver problemer for det potentielle liv. Stjernelys - eksplosive frigivelser af magnetisk energi - er meget hyppigere og energisk fra unge M-stjerner end unge sollignende stjerner. M-stjerner er også meget lysere, når de er unge, i op til en milliard år efter, at de er dannet, med energi, der kan koge hav ud på planeter, der en dag kan være i den beboelige zone.

K-stjerner er i et "Sweet Spot"

”Jeg kan godt lide at tro, at K-stjerner er i en 'sød plet' mellem solanaloge stjerner og M-stjerner," sagde Arney, der ønskede at finde ud af, hvordan biosignaturer eller tegn på liv kan se ud på en hypotetisk planet, der kredser om en K stjerne. Hendes analyse er offentliggjort i Astrophysical Journal Letters.

Forskere anser den samtidige tilstedeværelse af ilt og metan i en planetens atmosfære for at være en stærk biosignatur, fordi disse gasser gerne reagerer med hinanden og ødelægger hinanden. Så hvis du ser dem til stede i en atmosfære sammen, betyder det, at noget producerer dem begge hurtigt, muligvis liv, ifølge Arney.

Oxygen-metan-biosignatur er sandsynligvis stærkere omkring en K-stjerne end en sollignende stjerne.

Men fordi planeter omkring andre stjerner (exoplaneter) er så fjerne, skal der være betydelige mængder ilt og metan i en exoplanets atmosfære, for at den kan ses af observatorier på Jorden. Arneys analyse viste, at ilt-metan-biosignaturen sandsynligvis vil være stærkere omkring en K-stjerne end en sollignende stjerne.

Arney brugte en computermodel, der simulerer kemien og temperaturen i en planetarisk atmosfære, og hvordan denne atmosfære reagerer på forskellige værtsstjerner. Disse syntetiske atmosfærer blev derefter kørt gennem en model, der simulerer planetens spektrum for at vise, hvordan det kan se ud for fremtidige teleskoper.

”Når du placerer planeten omkring en K-stjerne, ødelægger iltet ikke metanen så hurtigt, så mere af det kan opbygges i atmosfæren,” sagde Arney. "Dette skyldes, at K-stjernens ultraviolette lys ikke genererer stærkt reaktive iltgasser, der ødelægger metan så let som en sollignende stjerne."

Dette stærkere ilt-metansignal er også forudsagt for planeter omkring M-stjerner, men deres høje aktivitetsniveauer kan gøre M-stjerner ude af stand til at være vært for beboelige verdener. K-stjerner kan tilbyde fordelen ved en højere sandsynlighed for samtidig ilt-metandetektion sammenlignet med sollignende stjerner uden de ulemper, der følger med en M-stjerne vært.

Arneys forskning inkluderer også diskussion af hvilke af de nærliggende K-stjerner, der kan være de bedste mål for fremtidige observationer. Da vi ikke har evnen til at rejse til planeter omkring andre stjerner på grund af deres enorme afstande fra os, er vi begrænset til at analysere lyset fra disse planeter for at søge efter et signal om, at livet kan være til stede. Ved at adskille dette lys i dets komponentfarver eller spektrum kan forskere identificere bestanddelene i en planetens atmosfære, da forskellige forbindelser udsender og absorberer forskellige lysfarver.

”Jeg finder ud af, at visse nærliggende K-stjerner som 61 Cyg A / B, Epsilon Indi, Groombridge 1618 og HD 156026 kan være særligt gode mål for fremtidige biosignatur-søgninger,” sagde Arney.

Redaktørens note: Gaida Arney og Daily Galaxy's redaktionelle videnskabsrådgiver Maxwell Moe var kohorter på college ved University of Colorado. Hun stoppede ved University of Arizona lige før COVID ramte og delte sin fantastiske forskning i evnen til at opdage unikke biosignaturer af planeter, der kredser om K-stjerner med det foreslåede LUVOIR-teleskop. LUVOIR (en af ​​de fire foreslåede flagskibsteleskoper i Astro2020-dekadalundersøgelsen) ville være en større og mere ambitiøs version af Hubble-rumteleskopet, der fungerer ved UV-, optiske og næsten infrarøde bølgelængder. Det kunne måle de atmosfæriske egenskaber og søge efter biosignaturer af sandsynligvis hundreder af nærliggende stenrige verdener. Vi bliver sandsynligvis nødt til at vente et år eller to på, at panelet meddeler, hvilken af ​​de fire teleskoper der bliver valgt. Som reference var James Webb-teleskopet, der lanceres senere på året, det valgte flagskibsteleskop fra Astro2000 Decadal Survey.

The Daily Galaxy, Maxwell Moe , astrofysiker, NASA Einstein Fellow, University of Arizona via NASAs Goddard Space Flight Center

Billedkredit: Ældste stjerner på Mælkevejen. Gabriel Pérez, SMM (IAC)

Galaxy Report-nyhedsbrevet giver dig to gange ugentlige nyheder om rum og videnskab, der har kapacitet til at give spor til mysteriet om vores eksistens og tilføje et meget tiltrængt kosmisk perspektiv i vores nuværende epoke fra Antropocene.


Universets stjerner

Stjerner er organer med enorme masser, der ligner solen, der roterer ved lave hastigheder, så de har næsten sfærisk symmetri.

På forsidebilledet kan du se den gamle hvide dværgeksplosion Kredit: web “newatlas.com”

Stjerner er ikke stenlegemer, men består grundlæggende af brint og helium (99%) som den britiske astronom Cecilia Payne opdagede i det tidlige 20. århundrede.

Meget af det, vi nu ved om stjernerne, skyldes det omhyggelige og selvopofrende arbejde fra nogle intelligente kvinder. Nogle af dem er meget velkendte:

Stjerner er kroppe med enorme masser.

Sammenlignet med solens masse har de mindste ca. 1/12 af solmassen, de kaldes brune dværge, de største er mellem 120 og 200 gange solens masse.

Mange stjerner, inklusive solen, roterer ved lave hastigheder, så de har næsten sfærisk symmetri. Andre hurtigt spindende stjerner har deres ækvatoriale radius betydeligt større end deres polære radius.

En høj rotationshastighed genererer overfladetemperaturforskelle mellem ækvator og poler.

Sirius er den lyseste stjerne på nattehimlen. Kredit: web “josevicentediaz.com/2019/04/13/”

Stjernen Vega har for eksempel en rotationshastighed på 275 km / sek ved ækvator, hvilket får polerne til at være ved en temperatur over 10.000 grader Kelvin og ækvator ved en temperatur på 7.900 grader Kelvin.

Hvordan dannes stjerner

Stjerner dannes i de tætteste områder af de molekylære skyer, der findes i tåger.

Orion-tågen. Crédito: web “concepto.de”

På grund af tyngdekraften begynder skyerne af brintmolekyler at koncentrere sig, hvilket får deres tæthed til at stige gradvist.

Den stadig mere intense tyngdekollaps af brintmolekyler forårsager fusioner af disse molekyler og ekspansive nukleare reaktioner, der afbalancerer tyngdekraften.

Normalt starter stjerner deres nukleare forbrænding med omkring 75% brint og 25% helium sammen med små spor af andre grundstoffer.

Det anslås, at temperaturen fra og med når massen af ​​denne kerne er 1/12 af solens masse er tilstrækkelig til at antænde atomovnen.

Når en stjerne kollapser

Hvis den kollapsede masse var større end 200 solmasser, ville presset fra kernefusionen få stjernen til at eksplodere voldsomt.

Balancen mellem begge kræfter gør stjernerne, som vi ser på himlen, som vi kender dem.

Supernova-kredit: web “spaceplace.nasa.gov”

Stjernen vil dø, når brintet i dens kerne er udtømt, hvilket får tyngdekraften ikke længere til at forhindre stjernens sammenbrud.

Hvad er delene af en stjerne

En typisk stjerne er opdelt i: kerne, strålingszone, konvektionszone og atmosfære.

  • I kernen finder de nukleare reaktioner sted, der genererer dens energi.
  • Strålings- og konvektionszoner transporterer denne energi til overfladen.
  • Atmosfæren er den mest overfladiske del af stjernerne og den eneste, der er synlig.

Atmosfæren er stjernens koldeste zone, og i den finder fænomenet materieudkast sted.

Der skelnes i det: kromosfæren, fotosfæren og solkoronaen.

Solkoronaen er et meget tyndt lag af atmosfæren, dannet af ioniserede partikler, der, når de accelereres af stjernens magnetfelt, opnår høje hastigheder, der øger deres temperatur op til en million grader.

I nogle ikke-massive stjerner trænger konvektionsbevægelser meget ind og blander forarbejdet materiale med originalen.

Så kan du se, selv på overfladen, en del af det forarbejdede materiale. Stjernen præsenterer i disse tilfælde en overfladisk sammensætning med flere metaller.

Sammensætningen af ​​en stjerne udvikler sig gennem hele sin cyklus og øger dens indhold af tunge grundstoffer til skade for brint.

Stjerner spreder enorme mængder energi i rummet i form af elektromagnetisk stråling, neutrinoer og stjernevind.

Solrøntgen. Kredit: blog “scientiablog.com”

På grund af denne utrolige energi skinner stjernerne, og vi kan se dem på nattehimlen som lyspunkter.

Hvorfor producerer stjerner så intens lysstyrke

Lysstyrken på stjerner har et meget bredt område, der spænder fra 0,001 til 3.000.000 gange sollysets lysstyrke.

Sun Credit: web “cirugiacosmedica.com”

Hvad er kilden til den enorme energi, der driver stjernerne, og som producerer denne utroligt intense lysstyrke?

Gravitationskontraktion er en meget stor energikilde, men det er ikke nok til at forklare varmetilførslen over milliarder af år.

I 1920'erne tilskrev Sir Arthur Eddington energitilførslen til nukleare reaktioner.

I 1938 dykkede Hans Bethe i denne teori og studerede den detaljerede mekanisme for nuklear fusionsreaktioner, der var i stand til at opretholde en stjernes indre struktur.

Hans teori er gyldig for stjerner af mellemliggende eller høj masse og kaldes Bethe-cyklussen.

Hvornår blev stjernerne dannet?

De fleste stjerner er mellem 1 milliard og 10 milliarder år gamle, nogle stjerner er stadig ældre. Den ældste observerede stjerne, HE 1523-0901, har en estimeret alder på 13,2 milliarder år.

Solen blev dannet som en stjerne for 4,5 milliarder år siden.

Udviklingen af ​​en stjerne afhænger af dens masse. Stjerner mister konstant masse, og i de sidste faser af deres liv mister de den meget mere intenst og kan ende med en endelig masse, der er meget lavere end den oprindelige.

Når massen falder til et bestemt niveau, og stjernen ikke smelter materiale, vil den gå ind i en degenerativ proces, der får den til at kollapse på sig selv på grund af tyngdekraften.

NGC 2440-tågen, 4.000 lysår fra Jorden. Kredit: web “hyperphysics.phy-astr.gsn.edu”

Stjernen NGC 2440, skabt af en stjerne, der ligner solen i de sidste faser af sit liv.

Det har udvist sine ydre lag, som nu danner en kokon omkring stjernekernen. Materialet lyser på grund af det ultraviolette lys, der kommer fra stjernen.

Det hvide punkt nær centrum er en hvid dværg og var stjernens kerne.

Afhængigt af dens masse kan stjernen blive en hvid dværg, en neutronstjerne, et sort hul eller eksplodere og omdanne til en supernova.

Hvert år mister solen omkring 1020 gram stof, der uddrives af solvinden.

Solvind. Kredit: Billede opnået med et optisk NASA-teleskop.

I de mest massive stjerner er dette tab større fra starten. Således ender en stjerne med en indledende 120 solmasser og metallicitet svarende til Solens end med at udvise mere end 90% af sin masse i form af en stjernevind og vil afslutte sit liv med mindre end 10 solmasser.

En stjernes død

Når stjernen dør, forvandles den i de fleste tilfælde til en planetarisk tåge eller en supernova, hvorved endnu mere stof udvises i det interstellære rum.

Det udstødte stof inkluderer tunge elementer, der produceres i stjernen, som senere vil danne nye stjerner og planeter, hvilket øger universets metallicitet.

Stjerneklasser

Stjerner klassificeres i to store grupper efter deres rigdom i metaller. Dem, der har den største overflod af metaller kaldes befolkning I, mens de metalfattige stjerner er en del af befolkning II.

Normalt er metalliciteten relateret til stjernens alder. Yngre stjerner har mere tunge elementer.

Stjerner. Evolution of Stars. Kredit: youtube.

En anden stjerneklassifikation er den, der allerede blev lavet af Hipparchus fra Nicea og transmitteret af Ptolemaios, i et værk kaldet Almagest.

Dette system klassificerede stjerner efter intensiteten af ​​deres tilsyneladende lysstyrke set fra jorden.

Hipparchus etablerede en skala fra lysstyrken for stjernerne. De lyseste klassificeres som den første størrelsesorden og den mindst lyse, dem der næsten er usynlige for det menneskelige øje, er dem af den sjette størrelsesorden.

Hipparchus af Nicea (120-150 f.Kr.). Kredit: Wikipedia

Den moderne klassifikation er baseret på spektret af det detekterede lys.

Klassificeringen kaldet HD (af forfatteren, Henry Draper, Harvard) adskiller stjerner i henhold til deres lysspektrum og deres overfladetemperatur.

Et simpelt mål for denne temperatur er stjernens farveindeks.

Klassificeringen er W, O, B, A, F, G, K, M, L og T går fra højere til lavere temperatur.

  • Stjerner af typen W, O, B og A er meget varme,
  • og de af typen M, L og T er betydeligt køligere.
  • Stjerner W og O er blå,
  • mens stjerner med en lavere overfladetemperatur (klasser K, M, L eller T) er rødlige, såsom Betelgeuse eller Antares.

Klassificeringen baseret på Yerkes Observatory-kataloget (lavet i 1943) er baseret på lysstyrkeklassen.

I Yerkes-klassificeringen skelnes stjernerne: lysende supergiants, supergiants, lysende giganter, giganter, sub-giganter, dværge (inklusive solen), sub-dværge og hvide dværge.

  • Ca. 10% af alle stjerner er hvide dværge
  • 70% er stjerner af M-typen,
  • 10% er stjerner af K-typen,
  • og 4% er stjerner af typen G som solen.
  • Kun 1% af stjernerne har højere masse og typer A og F.

Brune dværge, projekter af stjerner, der blev efterladt halvt på grund af deres lille masse, kunne være meget rigelige, men deres svage lysstyrke forhindrer en ordentlig folketælling.

Binære stjernesystemer

Det er almindeligt, at to, tre eller flere nærliggende stjerner fanges sammen af ​​deres tyngdekræfter.

Cirka 90% af de meget massive stjerner i Mælkevejen tilhører binære systemer.

Og kun 50% af stjerner med lav masse danner binære systemer.

Stjerner. Evolution of Stars. Kredit: youtube. https://www.youtube.com/watch?v=HSoQ9ndwI38

Orion konstellation er let at få øje på Credit: web “earthsky.org/?p=3014”

Den lyseste stjerne i konstellationen Orion kaldes Rigel og er placeret på den formodede venstre fod af Orion-jægerfiguren.

Det ligger omkring 773 lysår fra Jorden, og dets lysstyrke svarer til 40.000 gange solens.

Rigel, en blåhvid superkæmpestjerne, er faktisk et tredobbelt system, hvor hovedstjernen kredses af to ledsagere: Rigel ß og Rigel C, der drejer sig om Rigel A.

Stjernen Castor fra stjernebilledet Gemini er faktisk et 6-stjernet system, der kun kan ses med kraftige teleskoper.

Stjerne B i stjernebilledet Enhjørning er et imponerende tredobbelt stjernesystem, der danner en trekant opdaget af William Herschell i 1781.

Sirius er den lyseste stjerne på himlen. Omkring det kredser en hvid dværgstjerne kaldet Sirius ß.

Undersøgelsen af ​​binære stjerner siges at være nøglen til forståelse af stjernernes evolution.

Mælkevejen

Stjernerne er ikke jævnt fordelt i universet, på trods af hvad det kan synes med det blotte øje, men findes grupperet i galakser, der indeholder hundreder af milliarder stjerner grupperet, de fleste af dem, i det smalle galaktiske plan.

Faktisk kortlægger astronomer Mælkevejens arme. Credit: web “sciencemag.org/news

More than 100,000 galaxies are known. One of them is the Milky Way, at one end of which our Sun is located.

Other times, stars are grouped into so-called stellar clusters, which are large concentrations ranging from tens to hundreds of thousands of stars.

In the Milky Way there are clusters that contain hundreds of thousands to millions of stars. Such is the case of the cluster called NGC 3603, of the Doradus cluster in the Large Magellanic Cloud.

Most of the characteristics of stars are usually measured using solar magnitudes as standards. The mass of the Sun is 1.9891 × 1030 kg. The masses of the other stars are measured in solar masses abbreviated as Msol.

Nebulae are cradles of stars

Image of the nebula NGC 6357, cradle of Stars. Credit: Observatory website, on November 18, 2012

These beautiful images were obtained with the Hubble Space Telescope.

Looking like a Gothic cathedral, the energetic stars in the center seem to explode and illuminate the entire nearby space.

The nebula NGC 6357 is the cradle of new stars and includes to the open cluster Pismis 24, which is home to several massive stars and is home to the star Pismis 24-1, which was listed as one of the most massive stars known (about 300 solar masses).

Recently, it was discovered that Pismis 24-1 is not a single star, but is at least a six-star system. This star is the brightest object seen in the image, just above the gas front.

Observers


Could We Harvest Energy From a Star?

Our civilization will need more power in the future. Count on it. The ways we use power today: for lighting, transportation, food distribution and even entertainment would have sounded hilarious and far fetched to our ancestors.

As our technology improves, our demand for power will increase. I have no idea what we’ll use it for, but I guarantee we’ll want it. Perhaps we’ll clean up the oceans, reverse global warming, turn iron into gold, or any number of activities that take massive amounts of energy. Fossil fuels won’t deliver, and they come with some undesirable side effects. Nuclear fuels will only provide so much power until they run out.

We need the ultimate in energy resources. We’ll want to harness the entire power of our star. The Soviet astronomer Nikolai Kardashev predicted that a future civilization might eventually harness the power of an entire planet. He called this a Type I civilization. A Type II would harness the entire energy output of a star. And a Type III civilization would utilize the power of their entire galaxy. So let’s consider a Type II civilization.

What would it actually take to harness 100% of the energy from a star? We’d need to construct a Dyson Sphere or Cloud and collect all the solar energy that emanates from it. But could we do better? Could we extract material directly from a star?

This is an idea known as “stellar lifting”. Stealing hydrogen fuel from the Sun and using it for our futuristic energy needs. In fact, the Sun’s already doing it… poorly. Stars generate powerful magnetic fields. They twist and turn across the surface of the star, and eject hydrogen into space. But it’s just a trickle of material. To truly harness the power of the Sun, we need to get at that store of hydrogen, and speed up the extraction process.

There are a few techniques that might work. You can use lasers to heat up portions of the surface, and increase the volume of the solar wind. You could use powerful magnetic fields to carry plasma away from the Sun’s poles into space.Which ever way it happens, once we’ve got all that hydrogen. How do we use it to get energy? We could combine it with oxygen and release energy via combustion, or we could use it in our space reactors and generate power from fusion.

But the most efficient way is to feed it to a black hole and extract its angular momentum. A highly advanced civilization could siphon material directly from a star and send it onto the ergosphere of a rapidly spinning pet black hole.

Here’s Dr. Mark Morris, a Professor of Astronomy at UCLA. He’ll explain:
“There is this region, called the ergosphere between the event horizon and another boundary, outside. The ergosphere is a very interesting region outside the event horizon in which a variety of interesting effects can occur. For example, if we had a black hole at our disposal, we could extract energy from spinning black holes by throwing things into the ergosphere and grabbing whatever comes out at even higher speeds.”

This is known as the Penrose process, first identified by Roger Penrose in 1969. It’s theoretically possible to retrieve 29% of the energy in a rotating black hole. Unfortunately, you also slow it down. Eventually the black hole stops spinning, and you can’t get any more energy out of it. But then it might also be possible to extract energy from Hawking radiation the slow evaporation of black holes over eons. Of course, it’s tricky business.

Dr. Morris continues, “There’s no inherent limitation except for the various problems working in the vicinity of a massive black hole. One can’t be anywhere near a black hole that’s actively accreting matter because the high flux of energetic particles and gamma rays. So it’s a hostile environment near most realistic black holes, so let me just say that it won’t be any time soon as far as our civilization is concerned. But maybe Type III civilizations so far beyond us that it exceeds our imagination won’t have any problem.”

A Type 3 civilization would be so advanced, with such a demand for energy, they could be extracting the material from all the stars in the galaxy and feeding it directly to black holes to harvest energy. Feeding black holes to other black holes to spin them back up again.

It’s an incomprehensible feat of galactic engineering. And yet, it’s one potential outcome of our voracious demand for energy.


Question life in andromeda galaxy

I'm starting to get into the science and the astronomy behind the universe, so excuse me if this sounds dumb. But isn't it plausible that there technically isn't any conscious life in the andromeda galaxy at this moment since it is so far away that we are seeing it in its past before it had a big bang moment? If there is life in the andromeda, there isn't proof since we are looking at it in the past, when infact there could be life there in the present. If that is true, all other sentient and conscious life could be thinking the same about us.

Also just to ramble on a little bit more, if the multiverse theory were plausible, wouldn't it likely be impossible to go outside of our universes width since it's expanding rapidly as we speak. If the universe is expanding ever so rapid, and considering the multiverse is real, where is the space for us to grow? How exactly would the universe expand in a web of different universes that are also prone to expansion considering that they took the same approach to life as we did?

Setting aside M31 and the multiverse, when it comes to searches for E.T. phoning home exoplanets are closer to home. You may enjoy these two exoplanet sites I use for my personal studies. http://exoplanet.eu/catalog/

There are more than 700 stars documented now with solar systems ranging from 2 to 8 exoplanets orbiting them and much more than 4,000 exoplanets.

Trevize62

Helio

They aren't dumb questions and they aren't all that uncommon. There are a ton of cool astronomy facts, and these will help serve such wise questions.

Prior to the 19th century there were no galaxies other than the Milky Way . Confidence that they were collections of billions of stars took telescopes like the 100" dia. at Wilson. Hubble is the one who was the main astronomer there at the time it saw first light. He also used a technique that showed about how far away Andromeda is.

His distance got tweaked to today's value of about 2.3 million lightyears, so, yes, what we see is of its past 2.3 million years ago.

But that time and distance should have little to no effect on the question of life there. It contains, no doubt, star systems like the Sun. Extremely few will have an Earth-like planet, and the hope for life on them.

We just can't say what is plausible or not without understanding how abiogenesis can naturally (or not) take place. What we learn from Mars in perhaps only the next 10 or 20 years may have a lot to say on this issue, especially if indigenous life (e.g. microorganisms or fossils) are discovered.

Yes in the sense that we would only be able to detect life from 2.3 million years ago, and that is still beyond our technology.

Yes, but they will have to first understand stars, star systems and what those smudges are. It's hard for extragalactic folks to ask informed questions without being informed.

If the supposition for a multiverse were ever a real scientific theory, then a lot of questions could likely be answered. A theory, especially big ones, require the ability for us to falsify claims (predictions) that are made by it. We only have one universe where we can conduct any tests. That's why they call it the observable universe. It's, so far, impossible to argue scientifically what may or may not be beyond the expansion itself. It's easy to argue it, however, philosophically.

The expansion is creating more space (spacetime) and no one knows what may or may not be beyond our universe. Worse, there doesn't seem to be any way to see beyond the "beyond". The only possibility may be if another universe had somehow collided with ours in an area we could see. That appears highly unlikely so far, given the isotropy of the CMBR.

Helio

Plvto6

They aren't dumb questions and they aren't all that uncommon. There are a ton of cool astronomy facts, and these will help serve such wise questions.

Prior to the 19th century there were no galaxies other than the Milky Way . Confidence that they were collections of billions of stars took telescopes like the 100" dia. at Wilson. Hubble is the one who was the main astronomer there at the time it saw first light. He also used a technique that showed about how far away Andromeda is.

His distance got tweaked to today's value of about 2.3 million lightyears, so, yes, what we see is of its past 2.3 million years ago.

But that time and distance should have little to no effect on the question of life there. It contains, no doubt, star systems like the Sun. Extremely few will have an Earth-like planet, and the hope for life on them.

We just can't say what is plausible or not without understanding how abiogenesis can naturally (or not) take place. What we learn from Mars in perhaps only the next 10 or 20 years may have a lot to say on this issue, especially if indigenous life (e.g. microorganisms or fossils) are discovered.

Yes in the sense that we would only be able to detect life from 2.3 million years ago, and that is still beyond our technology.

Yes, but they will have to first understand stars, star systems and what those smudges are. It's hard for extragalactic folks to ask informed questions without being informed.

If the supposition for a multiverse were ever a real scientific theory, then a lot of questions could likely be answered. A theory, especially big ones, require the ability for us to falsify claims (predictions) that are made by it. We only have one universe where we can conduct any tests. That's why they call it the observable universe. It's, so far, impossible to argue scientifically what may or may not be beyond the expansion itself. It's easy to argue it, however, philosophically.

The expansion is creating more space (spacetime) and no one knows what may or may not be beyond our universe. Worse, there doesn't seem to be any way to see beyond the "beyond". The only possibility may be if another universe had somehow collided with ours in an area we could see. That appears highly unlikely so far, given the isotropy of the CMBR.

If there is some sort of place for them, then some ideas include that spontaneous universes just pop-up without the need of energy to do so by having an equal amount of positive and negative energy (net E = 0). Very subjective science but without any hard objective evidence , IMO. Science is objective-based, though the ideas that form all hypotheses and theories start subjectively. The multiverse ideas are precursors to what may, or may not, develop into scientific theories.


Superman's solar-powered feats break a fundamental law of physics

It goes without saying that Superman can accomplish some pretty spectacular feats. But according to students, the Man of Steel actually achieves the impossible -- by breaking the fundamental physics law of conservation of energy.

As Comic Con 2014 draws to a close in San Diego, University of Leicester physics students have now discovered Superman would not be able to get all the energy he needs to fly from the Sun alone, as is suggested in the DC Comics.

The MPhys students have shown that the superhero is able to use 6,560 times more energy than he would feasibly be able to absorb from the sun's rays.

They published their findings in a final year paper for the Journal of Physics Special Topics, a peer-reviewed student journal run by the University's Department of Physics and Astronomy.

According to comic lore, the Krypton-born cape wearer gets his energy from the electromagnetic radiation contained in the light from our sun -- giving him various super powers here on Earth, including superhuman strength and the power of flight.

The students therefore decided to test his solar cell efficiency -- the measure of how much energy output solar cells give out for each unit of energy they absorb from the Sun.

This equation is used to calculate the efficiency of regular solar cells -- such as photovoltaic panels you might find on the roofs of buildings.

The efficiency is worked out by dividing the total amount of energy used -- the work done -- by the total energy provided by the sun over a given length of time.

The most efficient solar cells on Earth have a 44.7 per cent efficiency, according to this equation.

To work this out in the case of Superman, the students needed to calculate the total energy used by Superman during a day of solar-powered flight.

Using a rough estimate of the area of Superman's body in contact with the sun's rays, the team was able to work out that he absorbs 1096 joules per second from the Sun.

The team then needed to calculate the amount of energy Superman actually uses in flight to overcome drag forces. They found that -- for an eight hour flight at an altitude of 30 km -- he would use 207 billion joules of energy to overcome drag forces and stay in the air over the course of the journey.

Based on the two figures, the students calculated that Superman has a solar cell efficiency of 656,000 per cent -- in other words, he used far more energy in flight than he can possibly absorb from the Sun.

According to the law of conservation of energy, energy cannot be created or destroyed within a closed system -- it can only be converted. It would therefore be impossible for him to be getting all of his energy from the Sun.

The students note that he must be obtaining energy from alternate sources. Alternatively, they said it is possible that instead of immediately using all energy he obtains, he stores the energy for future use.

But even with a solar cell efficiency of 100 per cent, Superman would soon reach a depletion of energy -- especially given that the paper's calculations only deal with one of his many powers, they said.

Student Jason Watson, 21, from Oxfordshire, said: "We wanted to look at how much energy Superman uses when he is flying -- and how much more efficient he would need to be.

"To put it into context, a normal solar cell would need to be twice the size of a football pitch to acquire the amount of energy Superman would use during flight.

"There are other ways that he could be getting his energy. As well as electromagnetic radiation, the sun emits neutrino particles. Millions of these pass through our bodies all the time. Maybe he is somehow able to use energy from the neutrinos -- but we don't know how he would do this.

"As Superman is so efficient, it would be good if he could use one of his other powers -- such as his ability to fire lasers from his eyes -- to supply us with energy here on Earth."

Course tutor Dr Mervyn Roy, a lecturer in the University of Leicester's Department of Physics and Astronomy, said: "The aim of the module is for the students to learn about peer review and scientific publishing.

"The students are encouraged to be imaginative with their topics, and find ways to apply basic physics to the weird, the wonderful and the everyday."


Astronomers identify 24 possible superhabitable worlds

Artist’s concept of Kepler-186f, the first Earth-sized exoplanet to be discovered in the habitable zone of its star. It is located 500 light-years from Earth in the constellation Cygnus. Some planets like this, and super-Earths, may be “superhabitable” and even better suited for life than Earth is. Image via NASA Ames/ SETI Institute/ JPL-Caltech.

Earth is brimming with life almost everywhere you look, plants and creatures of one form or another call our little blue ball home. Scientists find microbes – microscopic life – even in places with the harshest conditions. We tend to take Earth’s suitability for life for granted. We might think that, with all its beauty and diversity, our planet must be the best anywhere for life. Eller er det?

A new study from researchers at Washington State University, announced on October 5, 2020, makes the case that there may well be planets out there that have conditions even mere favorable for life than our own. Out of the over 4,000 currently known exoplanets, the researchers also narrowed those down to 24 candidate superhabitable planets that could be even better suited to life than Earth.

The new peer-reviewed paper that explains their reasoning was published in the journal Astrobiologi on September 18, 2020.

The fact that Earth is teeming with life makes it appear odd to ask whether there could be other planets in our galaxy that may be even more suitable for life. Neglecting this possible class of ‘superhabitable’ planets, however, could be considered anthropocentric and geocentric biases. Most important from the perspective of an observer searching for extrasolar life is that such a search might be executed most effectively with a focus on superhabitable planets instead of Earth-like planets. We argue that there could be regions of astrophysical parameter space of star-planet systems that could allow for planets to be even better for life than our Earth. We aim to identify those parameters and their optimal ranges, some of which are astrophysically motivated, whereas others are based on the varying habitability of the natural history of our planet. Some of these conditions are far from being observationally testable on planets outside the solar system. Still, we can distill a short list of 24 top contenders among the >4000 exoplanets known today that could be candidates for a superhabitable planet. In fact, we argue that, with regard to the search for extrasolar life, potentially superhabitable planets may deserve higher priority for follow-up observations than most Earth-like planets.

View larger | Chart showing the 24 potentially superhabitable exoplanets (labeled), as identified by the researchers. Image via Schulze-Makuch et al./ Astrobiologi.

The new study was led by scientist Dirk Schulze-Makuch, who said in a statement:

It’s sometimes difficult to convey this principle of superhabitable planets because we think we have the best planet. We have a great number of complex and diverse lifeforms, and many that can survive in extreme environments. It is good to have adaptable life, but that doesn’t mean that we have the best of everything.

According to the study, such planets would be older, a little larger, slightly warmer and possibly wetter than Earth. It also helps if they orbit stars older than the sun, with longer lifespans. Our sun’s lifetime is estimated to be 10 billion years, and it took about 4 billion of those years before any complex life evolved on Earth. But some other stars can live much longer, giving life more time to evolve.

So how did the researchers come to these conclusions, and how did they decide upon these 24 best candidates?

Schulze-Makuch, along with astronomers René Heller of the Max Planck Institute for Solar System Research and Edward Guinan of Villanova University, started with planet-star systems where rocky terrestrial-type planets orbit within the habitable zone, the region around a star where temperatures could allow liquid water to exist. They selected these from the Kepler Objects of Interest exoplanet archive of transiting exoplanets.

Many of these stars are G stars, similar to our sun, with similar lifetimes, so the researchers also looked at K stars, orange-red dwarfs, which are cooler, less massive and less luminous. That may not sound as ideal for life as sun-like stars, but they have one big advantage: their lifetimes are anywhere from 20 billion to 70 billion years. If life started on a planet orbiting a K dwarf star, it would have much more time to evolve than life on Earth has so far.

Older planets, therefore, are better, but they shouldn’t be too old either. Eventually, they will have exhausted their interior geothermal heat and lose their protective geomagnetic fields. What is the ideal age, then? The researchers say the “sweet spot” age for a planet is about 5 billion to 8 billion years old. Our Earth is still only 4.5 billion years old.

Artist’s concept of Kepler-69c, one of the 24 exoplanets on the superhabitable list. It is a super-Earth-size planet in the habitable zone of a sun-like star, located about 2,700 light-years from Earth in the constellation Cygnus. Image via NASA/ NASA Ames/ JPL-Caltech/ T. Pyle.

What are other factors that would make a planet superhabitable?

According to the researchers, the planet should be a bit larger than Earth. Around 10% is good. Such worlds should have more habitable land area. Also, if a planet was about 1.5 times as massive as Earth, radioactive decay in the planet’s interior would last longer to provide heat, and the stronger gravity would help the planet to retain its atmosphere longer.

What about water? All life on Earth needs water to survive. Planets a bit warmer than Earth, with more moisture and a mean surface temperature of about 8 degrees Fahrenheit (5 degrees Celsius) greater than Earth, could be more habitable as well. Even on Earth, there is more diversity of life in warmer and wetter tropical rain forests than in other areas.

Although the researchers have tentatively identified 24 best candidates so far, there may be many more out there, since scientists now estimate that there are billions of planets in our galaxy alone. Many of those are super-Earths, planets larger than Earth but smaller than Neptune. Some of those would have an ideal size and mass to be a superhabitable world.

Dirk Schulze-Makuch at Washington State University, lead author of the new study. Image via NASA/ Bill Ingalls/ Washington State University.

How many of them could actually be habitable or even superhabitable? Only further studies will help to answer that question, and the newest upcoming space telescopes, such as the James Webb Space Telescope, will be able to analyze the atmospheres of some of these worlds, and search for potential biosignatures. Schulze-Makuch said:

With the next space telescopes coming up, we will get more information, so it is important to select some targets. We have to focus on certain planets that have the most promising conditions for complex life. However, we have to be careful to not get stuck looking for a second Earth because there could be planets that might be more suitable for life than ours.

The next few years will be an exciting time for exoplanet research. Each discovery brings us closer to, hopefully, finding the first evidence of life outside our solar system. The diversity of life on just our Earth alone is astonishing. If there are indeed superhabitable worlds out there, the kinds of life that may exist may be only limited by our imagination.

Bottom line: Scientists have identified 24 possible superhabitable exoplanets that could be even better suited for life than Earth.


A solar flare 10 billion times more powerful than sun’s

Red dwarf star JW 566 (inside circle) was seen to produce its colossal solar flare on November 26, 2016. Image via Rogelio Bernal Andreo/ CC BY-SA 3.0.

Solar flares – huge erupting jets of gas – are common on our sun, but what about on other stars? It turns out other stars produce them as well, as astronomers have known for a long time now. Red dwarf stars, in particular, can have massive solar flares. But now, astronomers have observed a new solar flare on a young star that almost defies belief – 10 billion times more powerful than any ever seen on our own sun.

Astronomers using the James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) in Hawaii reported the discovery on February 11, 2019. The peer-reviewed paper has been published in Den astrofysiske tidsskrift (full paper is online at arXiv). The initial detection of the flare was on November 26, 2016. As noted by astronomer Steve Mairs, lead investigator of the discovery team:

A discovery of this magnitude could have only happened in Hawaii. Using the JCMT, we study the birth of nearby stars as a means of understanding the history of our very own solar system. Observing flares around the youngest stars is new territory and it is giving us key insights into the physical conditions of these systems.

This is one of the ways we are working toward answering people’s most enduring questions about space, time, and the universe that surrounds us.

The region of the Orion Nebula where the solar flare was detected. It’s a dust-filled region of the galaxy, and a place where new stars are forming. Image via Rogelio Bernal Andreo/ CC BY-SA 3.0.

The flare was detected by JCMT using the telescope’s state-of the art high-frequency radio technology and sophisticated image analysis techniques. The telescope uses a special super-cooled 10,000-pixel camera called SCUBA-2, which needs to be kept at a very cold -459.5 degrees Fahrenheit (-273 Celsius).

The event may be the most luminous known flare associated with a young stellar object …

Solar flares occur when the magnetic field lines of a star get twisted and tangled with each other until they snap, releasing huge amounts of energy and charged particles into space. A typical solar flare on the sun releases energy equivalent to millions of 100-megaton hydrogen bombs exploding at the same time.

The flare seen on this other young star, however, was 10 billion times more powerful than that.

The region in the Orion Nebula as seen by SCUBA-2 where the immense solar flare was detected on the young star JW-566. Image via HECK/ East Asian Observatory.

The flare was observed on a very young star called JW 566, about 1,269 light-years away in the Orion Nebula. Lasting only a few hours, it is thought to be have been caused by a disruption in a powerful magnetic field that was funneling material onto the young, growing star as it gradually gained mass from the surrounding gas and dust.

JW 566 is a variable star – specifically, a T Tauri star – less than 10 million years old. It is going through a period of growth before it is massive enough for hydrogen fusion to ignite in its core.

JCMT – operated by the East Asian Observatory – is the only telescope in the Northern Hemisphere capable of finding this kind of solar flare activity, these astronomers said. JCMT has been observing nearly 1,000 very young nearby stars as part of a monthly tracking program.

The team said it will continue to monitor JW 566 as part of the JCMT Transient Survey, to see if any additional flares can be observed.

The James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) on Mauna Kea in Hawaii. Image via JCMT.

By the way, solar flares would be dangerous to unshielded human space travelers because very high-energy particles result from them. They can also negatively affect some earthly technologies, for example, satellites in Earth orbit.

At the same time, however, some scientists believe solar flares might have played a role in helping to “jump-start” life on the early Earth. Some of the energy required for early life might have come from solar flares, according to Vladimir Airapetian, an astrophysicist at NASA’s Goddard Space Flight Center, in a study from 2016:

To make organic stuff out of inorganic stuff, you need a lot of energy.

The same thing – a jump-start for life, provided by solar flares – might happen on planets orbiting other stars. In particular, Earth-sized or super-Earth exoplanets that in the habitable zones of their stars might get a benefit, in terms of life starting, from solar flares.

The same may be true for red dwarf stars, like JW 566. But nature is complex, and – from what we can tell – the conditions needed for life may be delicate. Red dwarfs are known to be meget active in terms of solar flares, perhaps too active. The same intense solar flare bombardment that might jump-start life might also make life difficult to continue on a planet’s surface.

A huge solar flare on our own sun. Image via NASA/ GSFC/ SDO.

Bottom line: Solar flares on our sun are an amazing phenomenon, but this discovery shows that some stars, especially younger ones, can have flares much more powerful than those – mind-bogglingly so.


Se videoen: Aurora - It Happened Quiet Live at The Current (November 2022).