Wikijunior Tähtitiede/Tähteä ympäröivä elämänvyöhyke

Kirkkaalla tähdellä elämänvyöhyke on kaukana tähdestä. Himmeällä lähellä lähellä.

Tähteä ympäröivä elämänvyöhyke on se alue tähden ympärillä, missä voi kiertää meidän tuntemalle elämälle sopiva planeetta.

Auringolla tämä etäisyys saattaa olla vain 0.95 - 1.05 Maa-Aurinko-matkaa.

Mutta se voi olla leveämpikin, 0.85 - 1.7 kertaa Maa-Aurinko-väli.

Muilla tähdillä elämälle sopivan planeetan etäisyys riippuu tähden säteilyn tuotosta.

Himmeällä tähdellä elämän vyöhyke on lähellä tähteä. Kirkkaalla kaukana.

Etäisyyden lisäksi monet muut asiat vaikuttavat siihen, onko jollakin tähdellä elämälle sopiva planeetta.

Vaatimukset tähdet säteilyltä

Keskustähden säteilyn tulee olle elämälle sopiva:

Tähden säteily ei saa lämmittää liikaa tai liian vähän.

Liika ultravioletti voi olla haitaksi. Liian vähän voi estää elämän synnyn.
Liika hiukkassäteily saattaa olla pahaksi elämälle.
Säteilyn tulee sopia yhteyttämiseen: oltava kyllin energiaa.

Lämmön osalta

Jos maa olis kyllin kaukana Auringosta , se jäätyisi. Jos se olis kyllin lähellä, kasvihuone-ilmiö kuumentaisi

planeettamme Venuksen kaltaiseksi pätsiksi.

Aurinkoa ympäröivä elinkelpoinen vyöhyke on suunnilleen 0.95 - 1.10 Maan radan mitan päässä Auringosta. Ehkä leveämpi, jopa 0.85-1.7 Maa-Aurinko.

Etäisyydellä 1.7 kasvihuonekaasu hiilidioksidikin jäätyy.

Tähden säteilyn vaikutus

Jos planeetan keskustähti on kymmenen kertaa Aurinkoa himmeämpi, elinkelpoinen vyöhyke on silloin noin

kolmasosan Maa-Aurinko välimatkan päässä tähdestään. Tämä vastaa Aurinkokunnassamme Markuriuksen radan sisäpuolta.

Jos tähti säteilee 100 kertaa enemmän kuin Aurinko, Maata vastaava etäisyys onkin 10 kertaa niin kaukana kuin Maa auringosta. Tämä vastaa Aurinkokunnassa Saturnuksen rataa.

Muita tekijöitä

Jos planeetan rata on soikea, planeetta voi joko ylikuumeta tai jäätyä, vaikka se kävisikin Maan etäisyydellä tähdestä, joka säteilee saman verran kuin Aurinko.

Etäisyys riippuu myös tähden iästä, planeetan massasta, pyörimisestä, radan soikeudesta, kosteudesta, tulivuoritoiminnasta ja muista ominaisuuksista.

Esimerkiksi, kun Aurinko vanhenee miljardien vuosien kuluessa punaiseksi jättiläiseksi, maa paistuu kuin Venus.

Niinpä esimerkiksi Vegan tyyppisellä tähdellä ei liene kehittynyttäelämää omaavia, koska vaga on Aurinkoa kuumempi ja lyhytikäisempi.

Planeettakunta

Planeettakunnassa olevat, mutta elämänvyöhykeeltä kaukana ulompana olevat jättilisplaneetat suojaavat elämää usein toistuvilta asteroidi- ja komeettatörmäyksiltä. Na kun imevät asteroideja itseensä, tai sinkoavat niitä pois Aurinkokunnasta, tai ajavat niitä törmäämään Maahan jo ennen elämän syntyä.

Suuri Kuu saattaa vakauttaa planeetan pyörimistä ja tasata ilmastoa.

Keskustähden massa

Punaiset kääpiötähdet ovat pitkäikäisiä ja kevyitä. Näiltä on havaittu myös Maan kokoisia planeettoja. Voisiko näillä planeetoilla olla elämää?

Ehkä ei: kääpiötähdestä tuleva hiukkasvirta pyyhkii aikaa myöten tähden kaasukehän pois. Näin, koska punaisen kääpiötähden elinkelpoinen vyöhyke on hyvin lähellä tähteä. Tämä johtuu siitä, että punaisen kääpiötähden säteilyvoima on pieni Aurinkoon verrattuna. Lisäksi planeetta ei pyöri nopeasti, koska keskustähden vetovoima saa planeetan kääntämään saman puolen kohti tähteään. Kääpiötähdellä saattaa olla useammin kuuma kasvihuone-kaasukehä. Syy on tämä: Aurinkokunnassa Maa syntyi vasta silloin, kun

vesi oli nesteenä tällä etäisyydellä. Tälöin täällä on vettä. Mutta punaisella kääpiötähdellä planeetat syntyvät jo siinä vaiheessa, kun vesi on höyrynä. Tällöin planeetan kaasukehän vesi hajoaa hapeksi ja vedeksi, ja vesi kiehuu pois. Jäljelle jää vain paksu eloton happi-kaasukehä.

Lisäksi yhteyttäminen on mahdollisesti vähäisempää tai olematonta. Tämä johtuu siitä, että lämpötilaltaan Maata vastaava vyöhyke on punaisella kääpiötähdellä suhteessa kauempana. Punainen kääpiötähti kun säteilee paljon planeettaa lämmittävää infrapunaa, mutta vähän yhteyttämiseen sopivaa näkyvää valoa.

Hyvin painavat, kirkkaat, kuumat tähdet kehittyvät ja sammuvat nopeasti, ettei elämää ja ehkä suuria planeettojakaan ehdi niille syntyä. Ultraviolettisäteily saattaa olla vaarallisen voimakasta.

Niinpä uskotaan, että elinkelposia planeettoja löytyisi siten tähdiltä, joiden massa olisi noin 0.5 - 1 Auringon massaa.

Aurinko on näiden välimaastossa: elää melko iäkkääksi. Toisaalta hiukkassäteily vähäisempää kuin punaisilla kääpiöillä.

Kaksoistähti

Jos kaksoistähden osatähdet ovat hyvin lähellä toisiaan, melkein kiinni, elämää voi näiden tähtien ympärillä olevissa planeetoissa

olal. Jos tähdet ovat hyvin kaukana, elämää voi tällöinkin olla. Muttei elämä ole niin todennäköistä, jos vaikkapa Jupiterin etäisyydellä kiertäisi toinen aurinko.

Sen vetovoima suistaisi Maan radaltaan.

Paikka Linnunradassa

Linnunradassa on monenlaisia tähtiä. Tähtien metallipitoisuus vaihtelee.

Aurinko on metallirikas: siksi sillä on planeettoja.

Linnunrataa ympäröi suuri määrä pallomaisia tähtijoukkoja. Näiden tähdet ovat vanhoja ja metalliköyhiä.

Näillä ei uskota olevan ainakaan suuria planeettoja usein. Kaiken lisäksi pallomaisen tähtijoukon keskiosissa tähtien säteily saattaa planeettojen syntyvaiheessa keittää vedet pois. Vaarana ovat lisäksi tähtien törmäykset.

Linnunradan keskiosissa syntyy paljon varaallista säteilyä: tähdet räjähtelevät usein, on säteileviä mustia aukkoja.

Linnunradan laita-alueella tsas tähdet ovat metalliköyhiä.

Toisenlaista elämää kuin omamme?

Jos elämä on esim veden alla, sellaine voi olla mahdollista kaukana keskustähdestä olevalal jättiläisplaneetan kuulla tai punaisen kääpiön planeetalla.

Jos elämä perustuu eri kemiaan kuin omamme, elämälle sopiva vyöhyke saattaa ola eri.

Esimerkkinä rikkiin perustuva elämä viihtyisi hyvin jossain 300-400 asteessa. Etaania tai metaania nesteenä käyttävä elämä saattais viihtyä 10 kertaa Maahan verrattuna Auringosta olevalal planeetalal, jos tämä muuten olisi sopiva.

Ei veteen perustuvalal elämällä on monia rajoituksia. Tietyissä oloissa nestemäiset vammoniakki, etaani, metaani jne eivät ole ominaisuuksiltaan läheskään niin hyviä elämän liuottimiksi kuin vesi. Kajumolekyylit rikki, pii jne taas eivät ole niin josutavia ominaisuuksiltaan kuin hiili, jonka moniin yhdistisiin solujemme toiminta pohjautuu.