Bewohnbare Zonen sind die Regionen um Sterne, einschließlich unserer eigenen Sonne, in denen die Bedingungen für die Entwicklung des Lebens auf felsigen Planeten, die sich in ihnen befinden, am günstigsten sind. Im Allgemeinen sind dies Regionen, in denen die Temperaturen das Vorhandensein von flüssigem Wasser auf der Oberfläche dieser Planeten ermöglichen, und sie sind ideal für das „Leben, wie wir es kennen“. Spezifische Bedingungen aufgrund der Art der Atmosphäre, der geologischen Bedingungen usw. müssen ebenfalls von Fall zu Fall berücksichtigt werden.
Durch die Untersuchung von Spurenelementen in den Wirtssternen haben Forscher nun Hinweise darauf gefunden, wie sich die bewohnbaren Zonen entwickeln und wie diese Elemente sie auch beeinflussen. Um festzustellen, welche Elemente sich in einem Stern befinden, untersuchen Wissenschaftler die Wellenlängen seines Lichts. Diese Spurenelemente sind schwerer als die Wasserstoff- und Heliumgase, aus denen der Stern hauptsächlich besteht. Es wird angenommen, dass Variationen in der Zusammensetzung dieser Sterne die bewohnbaren Zonen um sie herum beeinflussen.
Die Studie wurde von Patrick Young, einem theoretischen Astrophysiker und Astrobiologen an der Arizona State University, geleitet. Young und sein Team präsentierten ihre Ergebnisse am 11. Januar 2012 auf der Jahrestagung der American Astronomical Society in Austin, Texas. Er und seine Kollegen haben bisher mehr als hundert Zwergsterne untersucht.
Eine Fülle dieser Elemente kann beeinflussen, wie undurchsichtig das Plasma eines Sterns ist. Es wurde festgestellt, dass Calcium, Natrium, Magnesium, Aluminium und Silizium auch kleine, aber signifikante Auswirkungen auf die Entwicklung eines Sterns haben - höhere Werte führen tendenziell zu kühleren, rötlicheren Sternen. Young erklärt: „Die Persistenz von Sternen als stabile Objekte beruht auf der Erwärmung des Plasmas im Stern durch Kernfusion, um Druck zu erzeugen, der der nach innen gerichteten Schwerkraft entgegenwirkt. Eine höhere Opazität fängt die Energie der Fusion effizienter ein und führt zu einem kühleren Stern mit größerem Radius. Eine effizientere Energienutzung bedeutet auch, dass die Verbrennung von Kernwaffen langsamer erfolgen kann, was zu einer längeren Lebensdauer des Sterns führt. “
Die Lebensdauer der bewohnbaren Zone eines Sterns kann auch durch ein anderes Element beeinflusst werden - Sauerstoff. Young fährt fort: „Die bewohnbare Lebensdauer einer Umlaufbahn von der Größe der Erde um einen Stern mit einer Sonnenmasse beträgt nur 3,5 Milliarden Jahre für sauerstoffarme Zusammensetzungen, aber 8,5 Milliarden Jahre für sauerstoffreiche Sterne. Zum Vergleich erwarten wir, dass die Erde noch etwa eine Milliarde Jahre bewohnbar bleibt, insgesamt etwa 5,5 Milliarden Jahre, bevor die Sonne zu hell wird. Das komplexe Leben auf der Erde entstand etwa 3,9 Milliarden Jahre nach seiner Entstehung. Wenn die Erde also überhaupt repräsentativ ist, sind sauerstoffarme Sterne möglicherweise weniger als ideale Ziele. “
Neben der bewohnbaren Zone kann die Zusammensetzung eines Sterns die mögliche Zusammensetzung aller sich bildenden Planeten bestimmen. Die Kohlenstoff-Sauerstoff- und Magnesium-Silizium-Verhältnisse von Sternen können beeinflussen, ob ein Planet mit Magnesium oder Silizium beladene Tonmineralien wie Magnesiumsilikat (MgSiO3), Siliziumdioxid (SiO2), Magnesiumorthosilikat (Mg2SiO4) und Magnesiumoxid (MgO) enthält ). Die Zusammensetzung eines Sterns kann auch eine Rolle dabei spielen, ob ein felsiger Planet Gestein auf Kohlenstoffbasis anstelle von Gestein auf Siliziumbasis wie unser Planet hat. Sogar das Innere von Planeten könnte betroffen sein, da strahlende Elemente bestimmen würden, ob ein Planet einen geschmolzenen oder einen festen Kern hat. Die Plattentektonik, die für die Entwicklung des Lebens auf der Erde als wichtig angesehen wird, hängt von einem geschmolzenen Inneren ab.
Young und sein Team suchen derzeit nach 600 Sternen, die bereits bei der Suche nach Exoplaneten ins Visier genommen werden. Sie planen, eine Liste der 100 besten Sterne zu erstellen, die potenziell bewohnbare Planeten haben könnten.
