Blandt de små stjerner er den mest almindelige type de såkaldte røde dværge. De har fået navnet, fordi det meste af det lys, de udsender er rødt.
Det hænger sammen med deres lave temperatur på kun omkring 3000 grader, hvilket er halvdelen af Solens temperatur. Efter de nyeste opgørelser udgør de røde dværgstjerner mere end 75 % af alle stjerner i Mælkevejen.
Netop fordi røde dværgstjerner er så almindelige, er astronomerne begyndt at oveveje, hvilke muligheder disse små stjerner har for at have planeter med mulighed for liv. Og her har forskningen de sidste par år gjort store fremskridt.
Små stjerner med store udbrud
Hvis en planet omkring en rød dværg skal have mulighed for liv, så skal den kredse tæt på stjernen for at have en tilpas temperatur. Det skyldes, at en rød dværg har en lysstyrke på kun et par procent af Solens.
Men det er af flere grunde farligt at komme alt for tæt på en stjerne, også selv om den er lille. For mange af de små røde stjerner er det, der kaldes flare-stjerner, hvilket betyder at de med mellemrum har voldsomme udbrud, hvor de udsender kraftig stråling – herunder både røntgenstråling og ultraviolet stråling. Begge dele er som bekendt farlige for levende organismer.
Men vi ved jo fra Jorden, at liv kan tilpasse sig selv meget ekstreme forhold, og det kunne da godt tænkes, at levende organismer kunne lære at søge ly under en klippe, hvis der var udbrud eller gemme sig i havet – hvis planeten ellers har et hav.
Mange røde stjerner har desuden store ”solpletter”, der kan nedsætte udstrålingen så meget, at det kan påvirke klimaet på en planet. Heldigvis ser det ud til, at både udbrud og solpletter er mest almindeligt blandt de unge røde dværge. Med tiden falder de fleste til ro, hvilket øger muligheden for at finde planeter med liv.
Men der er et andet, og meget større problem.
Den evige dag
Vores egen måne vender altid den samme side mod Jorden. Det skyldes tidevandskræfterne mellem Jorden og Månen, der over millioner af år har bremset månens rotation.
Planeter tæt på en rød stjerne vil opleve de samme tidevandskræfter, med det resultat, at en planet altid vil vende samme side mod sin stjerne og derfor få en meget varm dagside og en tilsvarende kold natteside.
Den skifter derfor mellem et klima varmere end Sahara eller koldere end Sydpolen. Kun i et smalt bælte mellem dagside og natside vil der være et nogenlunde tempereret klima.
Men det er måske et noget forenklet billede, for ny forskning åbner mulighed for, at i hvert fald nogle af planeterne godt kan undgå denne skæbne.
For at have mulighed for liv, skal en planet have en atmosfære. Atmosfæren vil varmes op over dagsiden og køles ned på natsiden. Lige under det punkt på dagsiden, hvor Stjernen står højst på himlen (Sub Stellar Point, eller SSP) vil der være et kraftigt lavtryk, hvor atmosfæren varmes op, og stiger til vejrs.
Der vil være en meget kraftig vind, når den varme luft bevæger sig mod kuldepolen på natsiden. Her vil luften synke ned og dannet et højtryk, som fører luften tilbage til dagsiden.
Det er naturligvis mere kompliceret end beskrevet her, men stort set kan vi forvente, at meget kraftige storme konstant fejer hen over det smalle tempererede bælte mellem dagsiden og natsiden. Men atmosfæren skaber dog ikke kun problemer, der er også nogle fordele.
En uventet solopgang
Beregninger viser nemlig, at selv en moderat tæt atmosfære er ret effektiv til at transportere varme fra dagsiden til natsiden og dermed udjævne temperaturforskellen mellem dagside og natside. Desuden vil der sandsynligvis være et tæt skydække, der også vil bidrage til at udjævne forskellen mellem dagsiden og natsiden.
Hvis planeten også har et hav, så vil havstrømme også kunne hjælpe med til at skabe et bedre klima. Nogle beregninger viser, at hvis planeten har et tilpas stort hav, så vil temperaturen på natsiden ikke komme meget under -30 grader.
Men det mest overraskende er resultatet af nogle beregninger foretaget af den canadiske astronom Jeremy Leconte sammen med en række kolleger. I en artikel i tidsskriftet Science i februar argumenterer de for, at tidevandskræfternes påvirkning af atmosfæren i visse tilfælde kan forhindre, at planeten får bunden rotation.
Vi ved her fra Jorden, at det tager lidt tid at opvarme luften. Det varmeste tidspunkt på dagen er jo normalt et par timer efter, at Solen har været højst på himlen.
Atmosfæren formes af tidevandskræfterne, men hvad der svarer til højvande og lavvande er en lille smule forskudt i forhold til retningen til stjernen. Atmosfæren kommer derved til at påvirke planeten med et kraftmoment, der kan øge planetens rotation, så den undgår bunden rotation med ”Den evige dag”.
Det er en lille effekt, og den har ingen praktisk betydning for Jorden, fordi Jordens afstand til Solen er alt for stor. Det er muligt, at Venus netop demonstrerer, hvordan en tæt atmosfære kan ændre rotationen. Venus har ikke bunden rotation, men derimod en meget langsom og endda baglæns rotation.
Beregningerne viser, at en atmosfære af samme tæthed som Jordens kan forhindre bunden rotation for planeter omkring røde stjerner med en masse på over 0,5 – 0,7 solmasser.
Disse røde stjerner er nemlig så store og lysstærke, at den beboelige zone ikke er alt for tæt på stjernen. For de mindste røde dværge skal en planet med liv være så tæt på stjernen, at den vil få bunden rotation.
Sorte planter?
En planet omkring en rød stjerne vil dog aldrig komme til at ligne Jorden. Det svage røde lys betyder, at planter virkelig må anstrenge sig for at udnytte lyset bedst muligt.
Her på Jorden kan planterne tillade sig at tilbagekaste det grønne lys, men under en rød Sol må planterne anvende alt det tilgængelige lys. Bladene vil derfor være sorte.
Vi kan heller ikke forvente det helt store liv i havet. Langt det meste lys fra stjernen er i det røde eller infrarøde område, og denne type lys har svært ved at trænge ret langt ned i vandet. Så det bliver kun i de allerøverste lag af et hav, der er mulighed for at have en form for liv.
Men vore øjne er således indrettet, at vi ikke vil se en rød dværg som ægte rød. Vi ville nok se en mere gylden eller orange gul stjerne end vor egen Sol. Og selv om planeten er meget tættere på stjernen end Jorden er på Solen, så vil vi ikke se nogen stor forskel i størrelsen.
For selv om stjernen er meget mindre end Solen med en radius på måske halvdelen af Solen, så er planeten også så meget tættere på, at stjernen vil være mindst lige så stor på himlen, som Solen er på Jordens himmel.
Et 100-års jubilæum og en fjern fremtid.
I år er det 100 år siden, at astronomen Robert Innes opdagede en lille rød stjerne tæt på den meget klare dobbeltstjerne Alfa Centauri. Robert Innes foreslog navnet Proxima Centauri – den nærmeste stjerne i stjernebilledet Centaurus.
Men det var først i 1928, at afstanden blev præcist bestemt til bare 4,16 lysår, og det betyder at Proxima er den nærmeste stjerne til Solen. Men dengang vidste man ikke, at de røde dværge er den mest almindelige type stjerner– og i øvrigt vil være de sidste lysende stjerner i universet.
De røde dværge kan nemlig lyse i flere hundrede milliarder år, og det er meget længere end de bare 10 milliarder år, som er Solens levetid.
Så når stjernedannelsen ophører i en fjern fremtid, så vil de store og lysstærke stjerner som Solen forsvinde ret hurtigt, og til sidst vil der kun være de røde dværge tilbage til at lyse op i universet.
Denne artikel er oprindeligt publiceret som et blogindlæg.
