적색왜성계의 거주성
Habitability of red dwarf systems
![]() |
이 기사는 다음에 대한 시리즈 중 하나입니다. |
우주 속의 생명 |
---|
개요 |
태양계 행성 거주가능성 |
태양계 밖의 생명체 |
거주가능성... |
적색왜성 시스템의 이론화된 거주 가능성은 많은 요인에 의해 결정됩니다. 현대의 증거에 따르면 적색왜성계의 행성은 항성 플럭스가 낮고 조석이 잠길 가능성이 높으며 자기권과 대기가 부족할 가능성이 높으며, 작은 외계 생명체 거주 가능 영역과 적색왜성의 행성이 경험하는 높은 항성 변화로 인해 생명체가 거주할 가능성이 낮다는 것을 나타냅니다. 그러나 적색왜성의 순수한 수와 수명은 거주 가능성의 작은 가능성을 실현할 수 있는 충분한 기회를 제공할 수 있습니다.
이러한 시스템에서 생명체가 발달하는 데 큰 장애물은 숙주 적색 왜성으로부터 행성의 짧은 거리로 인해 발생하는 극심한 조석 가열입니다.[1][2] 다른 조석 효과는 적색 왜성 주위에 생명체가 살 확률을 줄여줍니다. 예를 들어, 생명체가 살 수 있는 영역의 행성 한쪽이 항성을 영구적으로 향하게 하고, 다른 쪽은 영구적으로 방향을 틀게 하는 극단적인 온도 차이와 행성의 축 방향 기울기가 부족합니다. 그래도 행성 대기는 열을 재분배하여 온도를 더 균일하게 만들 수 있습니다.[3][2] 극단적인 항성 변동, 스펙트럼 에너지 분포가 태양에 상대적인 적외선으로 이동한 경우(행성 자기장이 이러한 플레어로부터 보호할 수 있지만), 낮은 광출력으로 인한 작은 환경별 거주 가능 영역과 같은 비조수 요인은 적색왜성계의 생명체에 대한 전망을 더욱 감소시킵니다.[2]
그러나 적색왜성에 생명체가 존재할 가능성을 높일 수 있는 몇 가지 요인이 있습니다. 조수에 잠긴 행성의 별을 바라보는 쪽에 강렬한 구름이 형성되면 전반적인 열 유속이 감소하고 행성의 양쪽 간 평형 온도 차이가 크게 줄어들 수 있습니다.[4] 게다가, 적색왜성의 수는 그들 중 일부를 돌고 있는 생명체가 살 수 있는 행성이 존재할지도 모른다는 확률을 통계적으로 증가시킵니다. 적색왜성은 은하수에[5][6] 있는 별들의 약 85%와 나선은하와 타원은하에 있는 별들의 대부분을 차지합니다. 은하수에 있는 적색왜성의 거주 가능 영역에는 수백억 개의 초지구 행성이 있을 것으로 예상됩니다.[7]
M형 항성은 프록시마와 같은 플레어가 있는 외계 행성에서도 거주할 수 있는 외계 행성의 가능한 호스트로 간주됩니다. 적색 왜성의 거주 가능성을 결정하는 것은 적색 왜성이 은하계의 모든 별들의 70%에서 90%를 차지하기 때문에 우주에서 얼마나 흔한 삶이 될 수 있는지 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 플레어 별은 대기를 침식시켜 외계 행성의 거주 가능성을 크게 줄일 수 있다는 점을 명심해야 합니다.[8]
배경
적색왜성은[9] 가장 작고, 멋지고, 가장 흔한 종류의 별입니다. 이들의 존재비 추정치는 나선은하의 별들의 70%에서 타원은하의 모든 별들의 90% 이상까지 다양하며,[10][11] 종종 중간 수치는 은하수의 별들의 72-76%에 해당합니다(전파망원경 관측으로 1990년대부터 막대나선으로 알려짐).[12] 적색왜성은 일반적으로 분광형 M의 존재로 정의되지만 일부 정의는 더 넓습니다(일부 또는 모든 K형 별 포함). 적색왜성은 에너지 출력이 낮기 때문에 지구에서 육안으로 볼 수 있는 경우가 거의 없습니다. 태양에 가장 가까운 적색왜성인 프록시마 센타우리는 육안으로는 볼 수 없습니다. 지구의 밤하늘에서 가장 밝은 적색왜성인 라카유 8760 (+6.7)은 이상적인 관찰 조건에서만 육안으로 볼 수 있습니다.
광합성
그러나 적색왜성이 생명체에 적합하지 않을 가능성이 있는 이유는 크기 때문만은 아닙니다. 적색왜성에서는 태양을 절대 볼 수 없기 때문에 밤 쪽의 광합성은 불가능합니다. 낮에는 해가 뜨거나 지지 않기 때문에 산의 그늘에 있는 지역은 영원히 남을 것입니다. 우리가 이해하는 광합성은 적색왜성이 방사선의 대부분을 적외선에서 생성하고, 지구에서 그 과정은 가시광선에 의존하기 때문에 복잡할 것입니다. 이 시나리오에는 잠재적인 긍정적인 요소가 있습니다. 예를 들어 적색왜성계에서는 광합성이 아닌 화학합성에 의존하는 지구 생태계가 많습니다. 정적 주성 위치는 식물이 태양을 향해 잎을 조종하거나, 그늘/태양 패턴의 변화에 대처하거나, 밤에 광합성에서 저장된 에너지로 변화할 필요를 제거합니다. 아침과 저녁의 약한 빛을 포함하여 낮과 밤의 주기가 없기 때문에 주어진 방사선 수준에서 훨씬 더 많은 에너지를 사용할 수 있습니다.
장수와 편재
적색왜성은 다른 별들에 비해 수명이 훨씬 길다는 장점이 있습니다. 인류가 지구에 나타나기까지 45억 년이 걸렸고, 우리가 알고 있는 생명체는 앞으로 13억[13]~23억[14] 년 정도 더 적당한 조건을 보게 될 것입니다. 반대로 적색왜성은 핵반응이 더 큰 별들의 핵반응보다 훨씬 느리기 때문에 수조 년 동안 살 수 있으며, 이는 생명체가 진화하고 생존하는 데 더 오랜 시간이 걸린다는 것을 의미합니다.
특정 적색 왜성 주변의 거주 가능 영역에서 행성을 발견할 가능성은 거의 없지만, 모든 적색 왜성 주변의 거주 가능 영역의 총 양은 태양과 같은 별 주변의 총 양과 같습니다.[15] 게다가 적색왜성은 주계열성에서 수천억 년 또는 그보다 더 오래 살기 때문에 이 총 거주 가능 영역의 양은 더 오래 지속될 것입니다.[16] 그러나 위와 같은 단점들과 결합하면 적색왜성은 미생물이 더 오래 살 수 있는 반면, 수명이 짧은 황색왜성은 태양과 같이 동물이 더 오래 살 수 있는 것으로 보입니다.
광도 및 스펙트럼 조성

수년간 천문학자들은 적색왜성을 생명체의 잠재적인 전조로 비관해 왔습니다. 적색왜성의 낮은 질량(태양질량의 약 0.08 ~ 0.60)M☉은 핵융합 반응을 매우 느리게 진행시켜 태양의 10%에서 0.0125%[17]에 이르는 낮은 광도를 제공합니다. 따라서 적색왜성 주위를 도는 행성은 지구와 같은 표면 온도를 유지하기 위해 낮은 반장축이 필요하며, 이는 라카유 8760과 같은 상대적으로 밝은 적색왜성의 경우 0.268 천문단위(AU)에서 프록시마 센타우리와 같은 작은 별의 경우 0.032 AU입니다.[18] 그러한 세계는 지구에서 3일에서 150일 정도만 지속될 것입니다.[19][20]
그 거리에서는 별의 중력으로 인해 조석 잠금이 발생합니다. 지구의 한쪽은 영원히 별을 향하고, 다른 한쪽은 항상 별에서 멀리 떨어져 있을 것입니다. 잠재적 생명체가 불노나 깊은 동결을 피할 수 있는 유일한 방법은 행성이 항성의 열을 낮 쪽에서 밤 쪽으로 전달할 수 있을 정도로 충분히 두꺼운 대기를 가지고 있거나, 거주 가능 영역에 가스 거인이 있다면, 항성 대신 행성에 갇혀 있을 생명체가 살 수 있는 달이 있는 경우일 것입니다. 지구 전체에 방사선을 더 균등하게 분배할 수 있게 해줍니다.[citation needed] 이렇게 두꺼운 대기는 애초에 햇빛이 표면에 도달하지 못하게 해서 광합성을 방해할 것이라고 오랫동안 짐작되어 왔습니다.[citation needed]
낮은 광도의 대부분이 낮은 에너지 적외선과 전자기 스펙트럼의 적색 부분에 속하므로 여기 전위를 달성하기 위해 추가 광자가 필요하기 때문에 광합성은 더 어려울 것입니다.[21] 잠재적인 식물은 훨씬 더 넓은 스펙트럼에 적응할 가능성이 높습니다(가시광선에서 검은색으로 보입니다).[21]
또한 물은 적색과 적외선을 강하게 흡수하기 때문에 적색 왜성에서 수생 생물이 살 수 있는 에너지가 줄어들 것입니다.[22] 그러나 물 얼음에 의한 우선 흡수의 유사한 효과는 태양과 같은 별의 복사량에 비해 온도를 증가시켜 적색 왜성의 거주 가능 영역을 바깥쪽으로 확장시킬 것입니다.[23]
거주 가능성을 저해하는 또 다른 사실은 적색왜성의 진화입니다. 이러한 별들은 주계열 이전 단계가 확장되어 있기 때문에, 궁극적으로 거주 가능한 지역은 약 10억 년 동안 물이 액체가 아닌 기체 상태인 지역일 것입니다. 따라서 실제 거주 가능 지역에 있는 지구형 행성은 형성 과정에서 풍부한 지표수가 제공되었다면 수억 년 동안 폭주하는 온실 효과를 겪었을 것입니다. 이러한 초기의 폭주하는 온실 단계 동안 수증기의 광분해는 수소를 우주로 탈출시키고 지구의 여러 바다를 잃게 하여 두꺼운 비생물적 산소 대기를 남깁니다.[24]
이러한 비관론은 연구에 의해 완화되었습니다. 캘리포니아에 있는 NASA 에임스 연구 센터의 로버트 하버와 마노지 조시의 연구는 한 행성의 대기가 (온실가스 CO와2 HO를2 포함한다고 가정할 때) 100 밀리바(0.10 atm) 밖에 되지 않아야 그 별의 열이 효과적으로 밤 쪽으로 전달된다는 것을 보여주었습니다.[25] 이것은 광합성에 필요한 수준 내에 있지만 일부 모델에서 물은 여전히 어두운 면에서 냉동 상태를 유지합니다. 그리니치 커뮤니티 칼리지의 마틴 히스는 해수면이 밤의 만년설 아래로 자유롭게 흘러갈 수 있을 정도로 깊으면 고체가 얼지 않고 효과적으로 순환할 수 있다는 것을 보여주었습니다. 광합성 활동 방사선의 양에 대한 고려를 포함한 추가적인 연구는 적색왜성계에 있는 조수에 잠긴 행성들이 적어도 고등 식물들이 살 수 있을 것이라는 것을 시사했습니다.[26]
조석효과
적색왜성 주위의 어떤 행성이 액체 상태의 물이 표면에 존재하기 위해 유지되어야 하는지에 대한 가까운 궤도 거리에서 호스트 별에 대한 조석 잠금이 발생할 가능성이 높습니다. 조석 잠금 장치는 별 주위를 공전할 때마다 행성이 축으로 회전하도록 만듭니다. 그 결과 지구의 한쪽은 영원히 별을 향하고 다른 한쪽은 영원히 마주하게 되어 온도가 엄청나게 극단적으로 변하게 됩니다.
수년 동안, 그러한 행성의 생명체는 별이 항상 지평선에 있거나 가까운 곳에 나타나는 터미네이터라고 알려진 고리와 같은 지역으로 제한될 것이라고 믿었습니다. 또한 행성의 측면 사이의 효율적인 열 전달은 광합성을 불허할 정도로 두꺼운 대기의 대기 순환을 필요로 한다고 믿었습니다. 차등 가열로 인해 조수가 잠긴 행성은 지역 별과 직접 마주하는 지점인 [27]아태양 지점에서 영구적인 집중호우와 함께 사나운 바람을 경험할 것이라고 주장했습니다. 한 작가의 의견으로는 이것이 복잡한 삶을 불가능하게 만듭니다.[28] 식물 생명체는 예를 들어 토양에 단단히 고정하고 갈라지지 않는 길고 유연한 잎을 발아시킴으로써 지속적인 강풍에 적응해야 합니다. 동물들은 적외선 시각에 의존할 것인데, 지구 전체에 불어오는 강풍의 소음 동안에는 전화나 향기로 신호를 보내기가 어려울 것이기 때문입니다. 그러나 수중 생물은 사나운 바람과 플레어로부터 보호될 것이고, 거대한 검은 광합성 플랑크톤과 조류가 바다 생물을 지탱할 수 있을 것입니다.[29]
1997년 캘리포니아에 있는 NASA Ames Research Center의 Robert Haberle와 Manoj Joshi의 연구는 한 행성의 대기가 (온실가스 CO와2 HO를2 포함한다고 가정할 때) 지구 대기의 10%인 100밀리바만 있으면 된다는 것을 보여주었습니다. 별의 열이 밤쪽으로 효과적으로 전달되기 위해서는 광합성의 한계 내에 있는 수치입니다.[30] 2년 후 그리니치 커뮤니티 칼리지의 마틴 히스 교수의 연구에 따르면 해수면도 밤의 만년설 아래로 자유롭게 흘러갈 수 있을 정도로 깊으면 고체가 얼지 않고 효과적으로 순환할 수 있다고 합니다. 게다가, 2010년의 한 연구는 별들과 조수적으로 맞물려 있는 지구와 같은 물의 세계는 여전히 밤의 온도가 240K (-33°C) 이상일 것이라는 결론을 내렸습니다.[31] 2013년에 구축된 기후 모델에 따르면 조수 간만에 잠긴 행성에서 구름이 형성되면 낮과 밤의 온도 차이가 최소화되어 적색 왜성의 거주 가능성 전망이 크게 향상될 것으로 예상됩니다.[4] 광합성 활동 방사선의 양을 고려하는 것을 포함한 추가 연구는 적색왜성계의 조수에 잠긴 행성들이 적어도 고등 식물들이 살 수 있을지도 모른다는 것을 시사했습니다.[32]
적색 왜성 주변의 생명체에게 영원한 낮과 밤의 측면이 존재한다는 것만이 잠재적인 장애물은 아닙니다. 태양 질량의 30% 미만인 적색 왜성의 거주 가능 영역에 있는 행성들이 경험하는 조석 가열은 행성들이 "구워져" "조석의 비너스"가 될 수 있습니다.[1] M 왜성 주위를 도는 150여 개 행성의 이심률을 측정한 결과, 이들 외계행성의 3분의 2가 극심한 조석력에 노출돼 조석 가열로 발생하는 극심한 열 때문에 사람이 살 수 없는 것으로 나타났습니다.[33]
적색왜성 거주 가능성에 대한 다른 장애물들과 결합하면,[3] 이것은 우리가 알고 있는 많은 적색왜성이 생명체를 보유할 확률을 다른 항성 유형에 비해 매우 낮게 만들 수 있습니다.[2] 많은 적색 왜성 주위에 거주할 수 있는 행성들을 위한 충분한 물도 없을 수도 있습니다.[34] 이 행성들에서 발견되는 작은 물, 특히 지구 크기의 행성들은 행성의 추운 밤 쪽에 위치할 수도 있습니다. 그러나 조석 정맥에 대한 초기 연구의 예측과는 대조적으로, 이 "함정된 물"은 폭주하는 온실 효과를 막고 적색 왜성 시스템의 거주 가능성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.[35]
거주 가능 영역 내에 있는 가스 거인의 위성은 항성이 아닌 주성에 조수적으로 갇혀 낮과 밤의 주기를 경험하기 때문에 이 문제를 극복할 수 있습니다. 같은 원리가 이중 행성에도 적용될 것인데, 이중 행성은 서로 조수에 맞물려 있을 가능성이 높습니다.

그러나 조석 잠금이 얼마나 빨리 발생하는지는 행성의 바다와 심지어 대기에 따라 달라질 수 있으며, 조석 잠금은 많은 주기가 지난 후에도 발생하지 않을 수 있다는 것을 의미할 수 있습니다. 또한 조석잠금은 조석 감쇠의 유일한 최종 상태가 아닙니다. 예를 들어, 수성은 조수적으로 잠글 충분한 시간을 가졌지만 3:2 스핀 궤도 공명에 있습니다.[36]
변동성
적색왜성은 더 안정적이고 몸집이 큰 사촌들보다 훨씬 더 가변적이고 폭력적입니다. 종종 그들은 한 번에 몇 달 동안 방출된 빛을 최대 40%까지 어둡게 할 수 있는 별점으로 덮여 있습니다. 지구상의 생명체들은 겨울의 비슷하게 줄어든 온도에 많은 방식으로 적응해왔습니다. 생명체는 겨울잠을 자거나 온도가 더 일정할 수 있는 깊은 물 속으로 잠수함으로써 생존할 수 있습니다. 극도로 추운 기간 동안 바다는 잠재적으로 얼어붙을 것입니다. 그렇다면, 조광기가 끝나면 행성의 알베도는 조광 이전보다 더 높아지게 됩니다. 이는 적색왜성으로부터 더 많은 빛이 반사되어 온도가 회복되는 것을 방해하거나 행성의 온도를 더 떨어뜨릴 수 있음을 의미합니다.[citation needed]
어떤 때는 적색왜성이 몇 분 만에 밝기를 두 배로 증가시킬 수 있는 거대한 플레어를 방출하기도 합니다.[37] 실제로 점점 더 많은 적색 왜성들이 변동성을 조사함에 따라 이들 중 더 많은 별들이 어느 정도 플레어 별로 분류되었습니다. 이러한 밝기 변화는 생명에 매우 해로울 수 있습니다. 플레어는 또한 행성 대기의 상당 부분을 제거할 수 있는 하전 입자의 급류를 생성할 수 있습니다.[38] 희토류 가설에 가입한 과학자들은 적색왜성이 강한 섬광 속에서 생명체를 지탱할 수 있을지 의심하고 있습니다. 조석 잠금은 아마도 상대적으로 낮은 행성 자기 모멘트를 초래할 것입니다. 코로나 질량 방출(CME)을 방출하는 활동성 적색왜성은 행성 대기와 접촉할 때까지 자기권을 뒤로 젖혀줍니다. 그 결과, 대기는 강한 침식을 겪을 것이고, 아마도 그 행성은 사람이 살 수 없게 될 것입니다.[39][40][41] 적색왜성은 회전이나 플레어 활동으로 예상보다 CME 비율이 훨씬 낮고, 큰 CME는 거의 발생하지 않는 것으로 나타났습니다. 이는 대기 침식이 CME보다는 주로 방사선에 의해 발생한다는 것을 시사합니다.[42]
그렇지 않으면 행성에 자기장이 있다면 입자가 대기권에서 편향될 것이라고 제안됩니다(조석이 잠긴 M 왜성 행성이 천천히 회전하더라도 항성 주위를 한 바퀴 돌 때마다 한 바퀴만 돈다고 해도 행성 내부의 일부가 녹은 상태로 유지되는 한 자기장을 생성하기에 충분합니다).[43] 이 자기장은 관측된 크기의 플레어(지상 0.5G 대비 10~1000G)에 대한 보호를 제공하기 위해 지구에 비해 훨씬 강해야 합니다.[44] 그러나 수학적 모델들은 [45][46][47]다이너모가 생성하는 자기장의 세기가 가장 높더라도 지구와 비슷한 질량을 가진 외계 행성은 CME 폭발과 XUV 방출에 의한 엑소베이스 대기의 침식으로 대기의 상당 부분을 잃는다고 결론짓습니다. G와 K별에도 영향을 미치며, 대기를 잃기 쉽습니다.) 대기 침식은 심지어 물 해양의 고갈을 유발할 수 있습니다.[48] 태초의 지구나 토성의 위성 타이탄처럼 짙은 탄화수소 안개에 가려진 행성은 부유하는 탄화수소 방울이 자외선을 흡수하는 데 특히 효율적이기 때문에 플레어에서 여전히 살아남을 수도 있습니다.[49]
실제 측정 결과 적색왜성 주위를 도는 두 개의 외계 행성에 관련 대기가 존재하지 않는 것으로 나타났습니다. 트라피스트-1b와 트라피스트-1c는 맨 바위이거나 훨씬 얇은 대기를 가지고 있습니다.[50]
생명체가 처음에 방사선으로부터 자신을 보호할 수 있는 또 다른 방법은 행성이 액체 해양을 유지할 수 있는 충분한 대기를 유지할 수 있다고 가정할 때 별이 초기 플레어 단계를 통과할 때까지 수중에 남아 있는 것입니다. 텔레비전 프로그램 "오렐리아"를 쓴 과학자들은 붉은 난쟁이가 펄럭이는 것에도 불구하고 육지에서 생명체가 생존할 수 있다고 믿었습니다. 일단 생명체가 육지에 도달하면, 조용한 적색 왜성에 의해 생성되는 낮은 양의 자외선은 오존층 없이 생명체가 번성할 수 있다는 것을 의미하며, 따라서 산소를 생산할 필요가 없습니다.[21]
플레어 활동
적색왜성 주위의 행성이 생명체를 유지하려면 플레어로부터 행성을 보호하기 위해 빠르게 회전하는 자기장이 필요합니다. 조수가 맞물려 있는 행성은 아주 느리게 회전할 뿐이며, 따라서 그 중심부에는 지역학적인 것을 만들 수 없습니다. 적색왜성의 생명 주기 중 격렬한 플레어 기간은 존재 초기 약 12억 년 동안만 지속될 것으로 추정됩니다. 만약 행성이 조석잠금을 피하기 위해 적색왜성으로부터 멀리 떨어진 곳에서 형성된 후 이 격동의 초기 단계를 거쳐 항성의 거주 가능 영역으로 이동한다면 생명체가 발전할 기회를 가질 수 있습니다.[51]
가장 큰 플레어는 항성 극 근처의 고위도에서 발생한다는 것이 밝혀졌습니다. 따라서 외계 행성의 궤도가 항성 회전과 일치하면 플레어의 영향을 이전에 생각했던 것보다 덜 받는다는 것입니다.[52] 그러나 70억 년에서 120억 년 된 바너드 별을 관측한 결과, 오래된 적색왜성도 상당한 플레어 활동을 할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 바너드 별은 오랫동안 활동이 거의 없는 것으로 추정되었으나, 1998년 천문학자들은 이 별이 플레어 별임을 보여주는 강렬한 항성 플레어를 관측했습니다.[53]
풍부
적색왜성이 다른 별들에 비해 생명의 전조로서 가지는 큰 이점은 수명이 길다는 것입니다. 인간이 지구에 나타나기까지 45억 년이 걸렸고, 생명체가 살기에 적합한 조건은 앞으로 15억 년이 더 지속될 것입니다.[54] 적색왜성은 수조 년 동안 존재하는데, 그 이유는 그들의 핵 반응이 더 큰 별들의 핵 반응보다 훨씬 느리기 때문이며, 이는 생명체가 잠재적으로 진화하고 생존하려면 훨씬 더 오래 걸릴 것이라는 것을 의미합니다. 그리고 적색 왜성의 편재성을 고려할 때, 개별적인 거주 가능 영역이 더 드물거나 더 좁더라도, 모든 적색 왜성 주변의 총 거주 가능 영역은 태양과 같은 별 주변의 총 거주 가능 영역과 같을 가능성이 높습니다.[55] 지구 질량의 3~4배에 달하는 슈퍼지구가 글리제 581g으로, 글리제 581g의 항성이 적색왜성일 가능성이 있습니다. 조수가 잠기긴 했지만, 그것의 종단기에 액체 물이 존재할 가능성이 있다고 생각됩니다.[56] 이 행성은 약 70억 년 동안 존재해 왔으며 대기를 지탱할 수 있을 정도로 큰 질량을 가지고 있는 것으로 알려져 있습니다.
컴퓨터 시뮬레이션에 따르면 적색왜성이 수소 공급을 소진하면서 청색왜성이 될 때 또 다른 가능성이 있습니다. 이런 종류의 별은 이전 적색왜성보다 더 밝기 때문에 이전 단계에서 얼어붙었던 행성들이 이 진화 단계가 지속되는 수십억 년 동안(예를 들어 0.16성의 경우 50억 년) 해빙되어 생명체가 출현하고 진화할 기회를 얻을 수 있습니다.[57]
저수
행성은 초냉각 왜성의 거주 가능 영역에 상당한 양의 물을 보유할 수 있으며, 물의 FUV 광분해와 수소의 XUV 구동 탈출에도 불구하고 0.08~0.11 M⊙ 범위의 스위트 스팟이 있습니다.[58]
M-왜성 주위를 도는 물 세계는 외계 행성이 거주 가능한 가까운 지역에서 경험하는 더 강렬한 입자 및 방사선 환경으로 인해 Gyr 시간대에 걸쳐 해양이 고갈될 수 있습니다. 만약 대기가 Gyr보다 적은 시간 동안 고갈된다면, 이것은 지구의 생명의 기원(생체 발생)에 문제가 될 수 있습니다.[48]
메탄 거주 가능 구역
만약 메탄을 기반으로 한 생명체가 가능하다면 (타이탄의 가상 생명체와 유사하게), 별에서 더 멀리 떨어진 곳에 메탄이 액체인 지역에 해당하는 두 번째 거주 가능 영역이 있을 것입니다. 타이탄의 대기는 적색과 적외선에 대해 투명하기 때문에 적색 왜성에서 나오는 더 많은 빛이 타이탄과 같은 행성의 표면에 도달할 것으로 예상됩니다.[59]
초냉각 왜성 주위의 지구 크기의 세계 빈도

보관 중인 스피처 자료에 대한 연구는 지구 크기의 세계가 초냉각 왜성 주위에 얼마나 자주 존재하는지에 대한 최초의 아이디어와 추정치를 제공합니다. 30-45%.[60] 컴퓨터 시뮬레이션에 따르면 트라피스트-1(c. 0.084 M⊙)과 비슷한 질량을 가진 별 주변에 형성된 행성의 크기가 지구와 비슷할 가능성이 높습니다.[61]
픽션에서
적색왜성계 내에 존재하는 가상의 외계인의 예는 다음과 같습니다.
- 방주: 스티븐 백스터의 방주에서, 행성이 바다에 의해 완전히 잠긴 후, 지구는 결국 지구 III라는 이름의 행성으로 성간 여행을 떠납니다. 행성은 차갑고 조수에 잠겨 있으며 식물의 생명은 검은색입니다 (붉은 왜성의 빛을 더 잘 흡수하기 위해).
- 드라코 선술집: 래리 니븐(Larry Niven)의 드라코 선술집 이야기에서, 고도로 발달한 처프시트라 외계인들은 붉은 난쟁이 주변의 조수로 둘러싸인 산소 세계에서 진화했습니다. 그러나 지상 질량 1개 정도였고, 조금 더 차가웠으며, 적색 왜성 태양을 사용했다는 것 이상의 자세한 내용은 전해지지 않습니다.
- 네메시스: 아이작 아시모프(Isaac Asimov)는 거주 가능한 "행성"을 조석으로 별에 고정된 가스 거인의 위성으로 만들어 적색 왜성 네메시스의 조석 효과 문제를 피합니다.
- 스타 메이커: 올라프 스테이플론의 1937년 SF 소설 스타메이커에서 그가 묘사한 은하수의 많은 외계 문명 중 하나는 적색왜성계의 조수에 잠긴 행성의 종결자 영역에 위치합니다. 이 행성에는 팔, 다리, 그리고 머리를 가진 당근처럼 보이는 지적인 식물들이 살고 있는데, 이 식물들은 땅의 구획에 있는 흙에 자신을 삽입하고 광합성을 통해 햇빛을 흡수함으로써 그 시간의 일부를 "잠"하고, 그 시간의 일부는 깨어있습니다. 현대 산업 문명의 모든 복잡한 활동에 참여하는 움직이는 존재로서 그들의 토양의 플롯에서 나오는 것. 스테이플론은 또한 이 행성에서 생명체가 어떻게 진화했는지를 설명합니다.[62]
- 슈퍼맨: 슈퍼맨의 집인 크립톤은 Rao라고 불리는 적색 별 주위를 돌고 있었는데, 어떤 이야기에서는 그것이 적색 거성이라고 더 자주 언급되지만, 그것은 적색 왜성이라고 묘사됩니다.
- Ready Jet Go!: 어린이 쇼 레디 제트 고!에서, 당근, 샐러리 그리고 제트는 가상의 붉은 난쟁이 보트론의 행성인 보트론 7에서 온 보트론으로 알려진 외계인 가족입니다. 그들은 "원시적인" 무선 신호를 받았을 때 지구와 태양을 발견했습니다 (에피소드: "우리가 태양을 찾은 방법"). 그들은 또한 영화 Ready Jet Go!의 노래로 보트로니아 태양계의 행성들에 대한 설명을 해주었습니다. 보트론 7로 돌아옵니다.
- Aurelia 추측성 다큐멘터리 Extraterrestrial (Alien Worlds라고도 알려진)에서 볼 수 있는 이 행성은 과학자들이 적색 왜성 주위를 도는 행성에서 외계 생명체가 어떤 것일 수 있는지에 대해 자세히 설명합니다.
참고 항목
- 아카리클로리스 마리나
- 천체생물학
- 외계 생명체 거주 가능 영역
- Gliese 581g
- F형 주계열성계의 거주성
- K형 주계열성계의 거주성
- 중성자별계의 거주성
- 황색왜성계의 거주성
- 케플러-186f
- 행성 거주성
- 외계인 정보 탐색(SETI)
참고문헌
- ^ a b Barnes, Rory; Mullins, Kristina; Goldblatt, Colin; Meadows, Victoria S.; Kasting, James F.; Heller, René (March 2013). "Tidal Venuses: Triggering a Climate Catastrophe via Tidal Heating". Astrobiology. 13 (3): 225–250. arXiv:1203.5104. Bibcode:2013AsBio..13..225B. doi:10.1089/ast.2012.0851. PMC 3612283. PMID 23537135.
- ^ a b c d Major, Jason (23 December 2015). ""Tidal Venuses" May Have Been Wrung Out To Dry". Universetoday.com. Archived from the original on 26 March 2023. Retrieved 9 April 2012.
- ^ a b Wilkins, Alasdair (2012-01-16). "Life might not be possible around red dwarf stars". Io9.com. Archived from the original on 2015-10-03. Retrieved 2013-01-19.
- ^ a b Yang, J.; Cowan, N. B.; Abbot, D. S. (2013). "Stabilizing Cloud Feedback Dramatically Expands the Habitable Zone of Tidally Locked Planets". The Astrophysical Journal. 771 (2): L45. arXiv:1307.0515. Bibcode:2013ApJ...771L..45Y. doi:10.1088/2041-8205/771/2/L45. S2CID 14119086.
- ^ Than, Ker (2006-01-30). "Astronomers Had it Wrong: Most Stars are Single". Space.com. TechMediaNetwork. Archived from the original on 2019-09-24. Retrieved 2013-07-04.
- ^ Staff (2013-01-02). "100 Billion Alien Planets Fill Our Milky Way Galaxy: Study". Space.com. Archived from the original on 2020-05-09. Retrieved 2013-01-03.
- ^ Gilster, Paul (2012-03-29). "ESO: Habitable Red Dwarf Planets Abundant". Centauri-dreams.org. Archived from the original on 2017-01-18. Retrieved 2013-01-19.
- ^ "Habitable Exoplanet Observatory (HabEx)". www.jpl.nasa.gov. Archived from the original on 2019-10-08. Retrieved 2020-03-31.
- ^ 왜성이라는 용어는 태양을 포함한 주계열의 모든 별들에 적용됩니다.
- ^ van Dokkum, Pieter G.; Conroy, Charlie (1 December 2010). "A substantial population of low-mass stars in luminous elliptical galaxies". Nature. 468 (7326): 940–942. arXiv:1009.5992. Bibcode:2010Natur.468..940V. doi:10.1038/nature09578. PMID 21124316. S2CID 205222998.
- ^ Yale University (December 1, 2010). "Discovery Triples Number of Stars in Universe". ScienceDaily. Archived from the original on January 4, 2019. Retrieved December 17, 2010.
- ^ 돌, 스티븐 H. 인간이 살 수 있는 행성 1965 랜드 연구소의 보고서는 책 형태로 출판되었습니다. 은하수의 적색 왜성 비율에 대한 73%의 수치가 나와 있습니다.
- ^ Hines, Sandra (13 January 2003). "'The end of the world' has already begun, UW scientists say" (Press release). University of Washington. Archived from the original on 11 January 2008. Retrieved 5 June 2007.
- ^ Li, King-Fai; Pahlevan, Kaveh; Kirschvink, Joseph L.; Yung, Yuk L. (2009). "Atmospheric pressure as a natural climate regulator for a terrestrial planet with a biosphere" (PDF). Proceedings of the National Academy of Sciences. 106 (24): 9576–9579. Bibcode:2009PNAS..106.9576L. doi:10.1073/pnas.0809436106. PMC 2701016. PMID 19487662. Archived (PDF) from the original on 4 July 2009. Retrieved 19 July 2009.
- ^ "M Dwarfs: The Search for Life is On, Interview with Todd Henry". Astrobiology Magazine. 29 August 2005. Archived from the original on 2011-06-03. Retrieved 5 August 2007.
{{cite web}}
: CS1 maint : 잘못된 URL (링크) - ^ Cain, Fraser (4 February 2009). "Red Dwarf Stars". Universe Today. Archived from the original on 5 October 2023. Retrieved 26 November 2023.
- ^ Chabrier, G.; Baraffe, I.; Plez, B. (1996). "Mass-Luminosity Relationship and Lithium Depletion for Very Low Mass Stars". Astrophysical Journal Letters. 459 (2): L91–L94. Bibcode:1996ApJ...459L..91C. doi:10.1086/309951.
- ^ "Habitable zones of stars". NASA Specialized Center of Research and Training in Exobiology. University of Southern California, San Diego. Archived from the original on 2000-11-21. Retrieved 2007-05-11.
- ^ Ségransan, Damien; Kervella, Pierre; Forveille, Thierry; Queloz, Didier (2003). "First radius measurements of very low mass stars with the VLTI". Astronomy and Astrophysics. 397 (3): L5–L8. arXiv:astro-ph/0211647. Bibcode:2003A&A...397L...5S. doi:10.1051/0004-6361:20021714. S2CID 10748478.
- ^ Williams, David R. (2004-09-01). "Earth Fact Sheet". NASA. Archived from the original on 2013-05-08. Retrieved 2010-08-09.
- ^ a b c Kiang, Nancy Y. (April 2008). "The color of plants on other worlds". Scientific American. 298 (4): 48–55. Bibcode:2008SciAm.298d..48K. doi:10.1038/scientificamerican0408-48. PMID 18380141. S2CID 12329051.
- ^ Hoejerslev, N. K. (1986). "3.3.2.1 Optical properties of pure water and pure sea water". Subvolume A. Landolt-Börnstein - Group V Geophysics. Vol. 3a. pp. 395–398. doi:10.1007/10201933_90. ISBN 978-3-540-15092-3.
- ^ Joshi, M.; Haberle, R. (2012). "Suppression of the water ice and snow albedo feedback on planets orbiting red dwarf stars and the subsequent widening of the habitable zone". Astrobiology. 12 (1): 3–8. arXiv:1110.4525. Bibcode:2012AsBio..12....3J. doi:10.1089/ast.2011.0668. PMID 22181553. S2CID 18065288.
- ^ Luger, R.; Barnes, R. (2014). "Extreme Water Loss and Abiotic O2 Buildup on Planets Throughout the Habitable Zones of M Dwarfs". Astrobiology. 15 (2): 119–143. arXiv:1411.7412. Bibcode:2015AsBio..15..119L. doi:10.1089/ast.2014.1231. PMC 4323125. PMID 25629240.
- ^ Joshi, M. M.; Haberle, R. M.; Reynolds, R. T. (October 1997). "Simulations of the Atmospheres of Synchronously Rotating Terrestrial Planets Orbiting M Dwarfs: Conditions for Atmospheric Collapse and the Implications for Habitability" (PDF). Icarus. 129 (2): 450–465. Bibcode:1997Icar..129..450J. doi:10.1006/icar.1997.5793. Archived from the original (PDF) on 14 August 2011. Retrieved 4 April 2011.
- ^ Heath, Martin J.; Doyle, Laurance R.; Joshi, Manoj M.; Haberle, Robert M. (1999). "Habitability of Planets Around Red Dwarf Stars" (PDF). Origins of Life and Evolution of the Biosphere. 29 (4): 405–424. Bibcode:1999OLEB...29..405H. doi:10.1023/A:1006596718708. PMID 10472629. S2CID 12329736. Archived (PDF) from the original on 8 October 2010. Retrieved 11 August 2007.
- ^ Joshi, M. (2003). "Climate model studies of synchronously rotating planets". Astrobiology. 3 (2): 415–427. Bibcode:2003AsBio...3..415J. doi:10.1089/153110703769016488. PMID 14577888.
- ^ "Gliese 581d". Astroprof’s Page. 16 June 2007. Archived from the original on 29 October 2013.
- ^ Dartnell, Lewis (April 2010). "Meet the Alien Neighbours: Red Dwarf World". Focus: 45. Archived from the original on 2010-03-31. Retrieved 2010-03-29.
- ^ Joshi, M. M.; Haberle, R. M.; Reynolds, R. T. (October 1997). "Simulations of the Atmospheres of Synchronously Rotating Terrestrial Planets Orbiting M Dwarfs: Conditions for Atmospheric Collapse and the Implications for Habitability" (PDF). Icarus. 129 (2): 450–465. Bibcode:1997Icar..129..450J. doi:10.1006/icar.1997.5793. Archived from the original (PDF) on 2014-07-15. Retrieved 2007-08-11.
- ^ Merlis, T. M.; Schneider, T. (2010). "Atmospheric dynamics of Earth-like tidally locked aquaplanets". Journal of Advances in Modeling Earth Systems. 2 (4): n/a. arXiv:1001.5117. Bibcode:2010JAMES...2...13M. doi:10.3894/JAMES.2010.2.13. S2CID 37824988.
- ^ Heath, Martin J.; Doyle, Laurance R.; Joshi, Manoj M.; Haberle, Robert M. (1999). "Habitability of Planets Around Red Dwarf Stars" (PDF). Origins of Life and Evolution of the Biosphere. 29 (4): 405–424. Bibcode:1999OLEB...29..405H. doi:10.1023/A:1006596718708. PMID 10472629. S2CID 12329736. Archived (PDF) from the original on 2010-10-08. Retrieved 2007-08-11.
- ^ Sagear, Sheila; Ballards, Sarah (2023). "The Orbital Eccentricity Distribution of Planets Orbiting M dwarfs". PNAS. XXX (XX): e2217398120. arXiv:2305.17157. doi:10.1073/pnas.2217398120. PMC 10265968. PMID 37252955. S2CID 258960478.
- ^ Lissauer, Jack J. (2007). "Planets formed in habitable zones of M dwarf stars probably are deficient in volatiles". The Astrophysical Journal. 660 (2): 149–152. arXiv:astro-ph/0703576. Bibcode:2007ApJ...660L.149L. doi:10.1086/518121. S2CID 12312927.
- ^ Menou, Kristen (16 August 2013). "Water-Trapped Worlds". The Astrophysical Journal. 774 (1): 51. arXiv:1304.6472. Bibcode:2013ApJ...774...51M. doi:10.1088/0004-637X/774/1/51. S2CID 118363386.
- ^ Kasting, James F.; Whitmire, Daniel P.; Reynolds, Ray T. (1993). "Habitable Zones around Main Sequence Stars" (PDF). Icarus. 101 (1): 108–128. Bibcode:1993Icar..101..108K. doi:10.1006/icar.1993.1010. PMID 11536936. Archived (PDF) from the original on 2023-04-26. Retrieved 2017-08-03.
- ^ Croswell, Ken (27 January 2001). "Red, willing and able". New Scientist. Archived from the original on 2008-04-30. Retrieved 2007-08-05.
- ^ 귀난, 에드워드 F.; 잉글, S. G.: "미래의 성간 여행지: 생명체가 살 수 있는 행성에 대한 주변 적색왜성의 숙주로서의 적합성 평가 "; 미국천문학회, AAS 회의 #221, #333.02 출판일: 2013AAS...22133302G
- ^ Khodachenko, Maxim L.; et al. (2007). "Coronal Mass Ejection (CME) Activity of Low Mass M Stars as An Important Factor for The Habitability of Terrestrial Exoplanets. I. CME Impact on Expected Magnetospheres of Earth-Like Exoplanets in Close-In Habitable Zones". Astrobiology. 7 (1): 167–184. Bibcode:2007AsBio...7..167K. doi:10.1089/ast.2006.0127. PMID 17407406.
- ^ Kay, C.; et al. (2016). "Probability of Cme Impact on Exoplanets Orbiting M Dwarfs and Solar-Like Stars". The Astrophysical Journal. 826 (2): 195. arXiv:1605.02683. Bibcode:2016ApJ...826..195K. doi:10.3847/0004-637X/826/2/195. S2CID 118669187.
- ^ Garcia-Sage, K.; et al. (2017). "On the Magnetic Protection of the Atmosphere of Proxima Centauri b". The Astrophysical Journal Letters. 844 (1): L13. Bibcode:2017ApJ...844L..13G. doi:10.3847/2041-8213/aa7eca. S2CID 126391408.
- ^ K., Vida (2019). "The quest for stellar coronal mass ejections in late-type stars. I. Investigating Balmer-line asymmetries of single stars in Virtual Observatory data". Astronomy & Astrophysics. 623 (14): A49. arXiv:1901.04229. Bibcode:2019A&A...623A..49V. doi:10.1051/0004-6361/201834264. S2CID 119095055.
- ^ Alpert, Mark (November 1, 2005). "Red Star Rising: Small, cool stars may be hot spots for life". Scientific American. 293 (5): 28. Bibcode:2005SciAm.293e..28A. doi:10.1038/scientificamerican1105-28. PMID 16318021. Archived from the original on 2022-02-12. Retrieved 2013-01-19.
- ^ K., Vida (2017). "Frequent flaring in the TRAPPIST-1 system - unsuited for life?". The Astrophysical Journal. 841 (2): 124. arXiv:1703.10130. Bibcode:2017ApJ...841..124V. doi:10.3847/1538-4357/aa6f05. S2CID 118827117.
- ^ Zuluaga, J. I.; Cuartas, P. A.; Hoyos, J. H. (2012). "Evolution of magnetic protection in potentially habitable terrestrial planets". arXiv:1204.0275 [astro-ph.EP].
- ^ See, V.; Jardine, M.; Vidotto, A. A.; Petit, P.; Marsden, S. C.; Jeffers, S. V.; do Nascimento, J. D. (30 October 2014). "The effects of stellar winds on the magnetospheres and potential habitability of exoplanets". Astronomy & Astrophysics. 570: A99. arXiv:1409.1237. Bibcode:2014A&A...570A..99S. doi:10.1051/0004-6361/201424323. S2CID 16146794.
- ^ Dong, Chuanfei; Lingam, Manasvi; Ma, Yingjuan; Cohen, Ofer (10 March 2017). "Is Proxima Centauri b Habitable? A Study of Atmospheric Loss". The Astrophysical Journal Letters. 837:L26 (2): L26. arXiv:1702.04089. Bibcode:2017ApJ...837L..26D. doi:10.3847/2041-8213/aa6438. S2CID 118927765.
- ^ a b Dong, Chuanfei; et al. (2017). "The dehydration of water worlds via atmospheric losses". The Astrophysical Journal Letters. 847 (L4): L4. arXiv:1709.01219. Bibcode:2017ApJ...847L...4D. doi:10.3847/2041-8213/aa8a60. S2CID 119424858.
- ^ Tilley, Matt A; et al. (22 Nov 2017). "Modeling Repeated M-dwarf Flaring at an Earth-like Planet in the Habitable Zone: I. Atmospheric Effects for an Unmagnetized Planet". Astrobiology. 19 (1): 64–86. arXiv:1711.08484. doi:10.1089/ast.2017.1794. PMC 6340793. PMID 30070900.
- ^ Zleba, Sebastian; Kreldberg, Laura (19 June 2023). "No thick carbon dioxide atmosphere on the rocky exoplanet TRAPPIST-1 c". Nature. 620 (7975): 746–749. arXiv:2306.10150. doi:10.1038/s41586-023-06232-z. PMC 10447244. PMID 37337068. S2CID 259200424.
- ^ Cain, Fraser; Gay, Pamela (2007). "AstronomyCast episode 40: American Astronomical Society Meeting, May 2007". Universe Today. Archived from the original on 2012-03-12. Retrieved 2018-09-06.
- ^ Ilin, Ekaterina; Poppenhaeger, Katja; et al. (5 August 2021). "Giant white-light flares on fully convective stars occur at high latitudes". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 507 (2): 1723–1745. arXiv:2108.01917. doi:10.1093/mnras/stab2159.
- ^ Croswell, Ken (November 2005). "A Flare for Barnard's Star". Astronomy Magazine. Kalmbach Publishing Co. Archived from the original on 2015-02-24. Retrieved 2006-08-10.
- ^ "'The end of the world' has already begun, UW scientists say" (Press release). Science Daily. January 30, 2003. Archived from the original on 2011-08-31. Retrieved 2011-07-05.
- ^ "M Dwarfs: The Search for Life is On, Interview with Todd Henry". Astrobiology Magazine. August 29, 2005. Archived from the original on 2011-06-28. Retrieved 2007-08-05.
{{cite web}}
: CS1 maint : 잘못된 URL (링크) - ^ Vogt, Steven S.; Butler, R. Paul; Rivera, E. J.; Haghighipour, N.; Henry, Gregory W.; Williamson, Michael H. (2010). "The Lick-Carnegie Exoplanet Survey: A 3.1-M🜨 Planet in the Habitable Zone of the Nearby M3V Star Gliese 581". The Astrophysical Journal. 723 (1): 954–965. arXiv:1009.5733. Bibcode:2010ApJ...723..954V. doi:10.1088/0004-637x/723/1/954. S2CID 3163906.
- ^ Adams, Fred C.; Laughlin, Gregory; Graves, Genevieve J. M. "Red Dwarfs and the End of the Main Sequence". Gravitational Collapse: From Massive Stars to Planets. Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica. pp. 46–49. Bibcode:2004RMxAC..22...46A.
- ^ Bolmont, E.; Selsis, F.; Owen, J. E.; Ribas, I.; Raymond, S. N.; Leconte, J.; Gillon, M. (21 January 2017). "Water loss from terrestrial planets orbiting ultracool dwarfs: implications for the planets of TRAPPIST-1". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 464 (3): 3728–3741. arXiv:1605.00616. Bibcode:2017MNRAS.464.3728B. doi:10.1093/mnras/stw2578.
- ^ Cooper, Keith (10 November 2011). "The Methane Habitable Zone". Astrobiology Magazine. Archived from the original on 2021-05-09. Retrieved 25 February 2019.
{{cite web}}
: CS1 maint : 잘못된 URL (링크) - ^ He, Matthias Y.; Triaud, Amaury H. M. J.; Gillon, Michaël (2017). "First limits on the occurrence rate of short-period planets orbiting brown dwarfs". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 464 (3): 2687–2697. arXiv:1609.05053. Bibcode:2017MNRAS.464.2687H. doi:10.1093/mnras/stw2391.
- ^ Alibert, Yann; Benz, Willy (26 January 2017). "Formation and composition of planets around very low mass stars". Astronomy & Astrophysics. 598: L5. arXiv:1610.03460. Bibcode:2017A&A...598L...5A. doi:10.1051/0004-6361/201629671. S2CID 54002704.
- ^ 스테이플든, 올라프 스타 메이커 1937 7장 "더 많은 세상" 3부 "식물인간과 다른 사람들"
추가읽기
- Stevenson, David S. (2013). Under a crimson sun : prospects for life in a red dwarf system. New York, NY: Imprint: Springer. ISBN 978-1461481324.
외부 링크
- "Red Dwarf Stars Probably Not Friendly for Earth 2.0". Seeker. 26 May 2015.