A abundância de elementos pesados no Universo tem crescido ao longo da história. No passado, a metalicidade média seria um pouco menos. Mais uma vez, sob o paradigma anterior, este tinha sido assumido para impedir planeta rochoso formação no início do Universo, mas agora sabemos que tais planetas poderiam ter sido construídos em ambientes que continham níveis muito mais pobres de elementos pesados.
Isto significa que os planetas que poderiam ter apoiado a vida pode ter se formado de oito, dez, talvez até doze bilhões de anos atrás. Pesquisas fazer detectar uma diminuição no número de planeta de hospedagem estrelas com metalicidade diminuindo, mas essa queda é muito mais baixo para planetas terrestres do que é para gigantes de gás. É claro que a presença de alguns elementos pesados durante as fases de construção planeta é necessária, mas o nível mínimo não foi ainda determinado.
As matérias-primas para a construção de planetas terrestres estavam disponíveis logo após o Big Bang , levantando a possibilidade de que poderia haver vida no universo muito mais velho do que a nossa. Talvez eles residem em torno de longa duração estrelas anãs vermelhas, ou se mudaram de seu sistema de casa depois de sua estrela expirado. Ou, talvez, realmente somos o primeiro, o que significa que se a vida aconteceu apenas uma vez em toda a história do Universo, a nossa existência deve ser um golpe de sorte e nosso planeta muito, muito especial.
A missão Kepler , que é o campo de visão engloba 1/400th da Via Láctea , mudou a forma de ver exoplanetas. Simplesmente observando tantos de uma só vez em seu campo de visão, o telescópio espacial está tomando um censo inédito de mundos alienígenas. Foi encontrado 2321 planetas candidatos até à data, mais de um terço dos quais são menores, planetas rochosos do tamanho de Júpiter ( gigantes gasosos ou maior compõem apenas 11 por cento, com o resto sendo Netuno porte mundos de natureza indeterminada), enquanto que antes você Kepler pode contar o número de exoplanetas rochosos descobertos em uma mão.Estudos de acompanhamento de suas estrelas hospedeiras, desde então, revelou uma descoberta surpreendente.
"Nós descobrimos que a existência de planetas pequenos não depende tão fortemente sobre a metalicidade de sua estrela, como é o caso dos planetas maiores", diz Lars Buchhave do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhague. Buchhave é o principal autor de um novo estudo envolvendo um grupo multinacional de astrônomos investigam o espectro de 150 estrelas que abrigam planetas para 226 candidatos encontrados pelo Kepler. Sua pesquisa foi inicialmente apresentado na reunião 220 da American Astronomical Society , em Anchorage, Alaska em junho deste ano, seguido por um papel na natureza.
"À primeira vista parece muito contra-intuitivo que os gigantes gasosos deveriam ser os que cuidam sobre metalicidade e planetas terrestres menos", diz Anders Johansen Observatório de Lund, na Suécia, que foi co-autor no papel Buchhave.
Somente quando você parar para analisar como os planetas são construídos ela começa a fazer sentido. O processo de acreção hierarquicamente a partir de blocos menores de construção é chamado acreção de núcleo, mas houve algo de um debate em torno de gigantes gasosos como Júpiter. Eles podem condensar diretamente do gás da nebulosa solar como uma estrela, ou eles precisam de uma semente grande em torno do qual a crescer rapidamente recolher o gás do disco protoplanetário num processo de fuga?
Descobertas que mostram planetas rochosos em torno de estrelas, independentemente das suas abundância de elementos pesados significa que áreas maiores de galáxias do que pensei que poderia ser potencialmente habitável.
A preferência de gigantes de gás para as estrelas maiores de metalicidade indica que eles formados através de acreção de núcleo, a construção de um núcleo central rochoso 10 vezes a massa da Terra que possa dominar o disco protoplanetário e varrer grande parte do gás antes que se dissipe, após cerca de 10 milhões anos . Em sistemas mais baixos metalicidade não haveria suficientes elementos pesados para construir núcleos grandes, deixando apenas pequenos mundos rochosos. Johansen sugere que uma maneira de olhar planetas terrestres é vê-los como falha núcleos gigantes de gás.
Limites para os sistemas de vida planetária em torno de estrelas que possuem uma deficiência em elementos pesados pode vir a ser locais atraentes para procurar vida, porque, sem a presença de gigantes de gás, a vida pode ter um tempo mais fácil dele.
A maioria dos gigantes extra-solares de gás que temos descoberto são os chamados "Júpiter quente", localizado muito perto de suas estrelas e completar uma órbita em apenas alguns dias. Estes planetas não nasceu tão perto, ao invés disso eles migraram em sistema de órbitas de nascimento. Johansen diz que os astrônomos mais e mais pessoas estão se acostumando à idéia de que essa migração é forçada pela força gravitacional e de atrito dinâmico do gás, ou por encontros com outros planetas. Estas interações com colegas constituintes do disco protoplanetário removido momento angular dos planetas, muitas vezes levando-os a espiral para suas estrelas. Quaisquer planetas menores infelizes para estar em sua forma são jogados para fora do sistema pela gigante de gás saqueadores.
"Se um planeta Júpiter tipo migra e no processo espalha todos os planetas menores de distância, um provavelmente deve procurar planetas terrestres em outros lugares", diz Buchhave. A vida pode ter um passeio mais agradável no Universo primitivo , quando, graças à menor metalicidade, não houve gigantes de gás - e do argumento de que o tamanho de Júpiter planetas são necessários como um escudo contra cometa pêndulos não tem mais água também.
A vida pode fazer sem planetas gigantes de gás. Se a Terra do tamanho da Terra não necessitam de estrelas com abundâncias elevadas de elementos pesados, em seguida, que tem enormes implicações, ampliando as moradas possíveis para a vida em todo o espaço eo tempo.
Galáxias tendem a evoluir quimicamente de dentro para fora, com a maior abundância de elementos pesados mais perto do centro galáctico do que na periferia dos braços espirais. Sob o paradigma anterior, as regiões externas dos braços espirais foram efetivamente ermo, incapaz de construir planetas ou de vida. No entanto, quando metalicidade não é mais uma questão de tão grande, a zona galáctica habitável - região onde as condições ambientais, incluindo a metalicidade ea taxa de supernovas conspiram para fazer planetas habitáveis possível - de repente se amplia para abranger faixas mais largas de uma galáxia.
"Espero que haverá um limite inferior", diz Johansen. "Simplesmente porque abaixo de um limiar de metalicidade não há material de construção suficiente para formar a massa da Terra planetas." Claramente, um pesado abundância elemento de um décimo da Sun ou menos que luta para construir todos os planetas.No entanto, cada galáxia evolui de modo diferente e não há maneira de dizer com certeza quando a Via Láctea cruzou esse limite, embora seja provável que tenha sido cedo na história do Universo, para o cosmos jovens era particularmente adepto de produção de várias gerações de estrelas em rápida sucessão.
Estrela de formação de taxas de 4.000 massas solares por ano foram medidos a menos de um bilhão de anos após o Big Bang, em comparação com os míseros 10 massas solares de gás convertidos em estrelas a cada ano na Via Láctea.
"Uma estrela típica massa que explodiu e lançou elementos pesados 10-12000000000 anos atrás tinha uma metalicidade de cerca de um décimo do Sol", acrescenta Johan Fynbo, professor de cosmologia no Instituto Niels Bohr. "Mas sempre que você tem uma nova geração de estrelas, então você começar a enriquecer o gás interestelar com elementos pesados."
Planetas rochosos ao redor de estrelas mais, em todo extensões maiores da Via Láctea e voltar mais profunda no tempo do que tinha sonhado acrescenta mais combustível para o fogo do Paradoxo de Fermi .Primeiro dublado pelo brilhante físico nuclear Enrico Fermi, em 1950, as questões paradoxo de Fermi por que, considerando todas as estrelas e planetas lá fora, juntamente com a idade do Universo enorme, não têm civilizações alienígenas encontrou Earth? Onde estão todos?
O problema se torna ainda pior quando você considera que o primeiro termo da equação de Drake - método de Frank Drake para estimar o número de civilizações inteligentes na galáxia - é a taxa de formação de estrelas, que em média foi bem maior no Universo 10-13 bilhões de anos atrás, quando parece planetas poderiam começar a formar primeiro. Na Via Láctea hoje a taxa de formação de estrelas, média anual é de dez massas solares, uma ordem de dez ou cem maior tem o efeito de bater-se o produto da equação: o número estimado de civilizações.
Uma das favoritas contra-argumentos para o Paradoxo de Fermi foi que a metalicidade limiar leva tempo para construir-se, resultando no dom de ser uma das primeiras estrelas a nível necessário e, portanto, a Terra seria um dos primeiros planetas com vida. Agora vemos que os planetas e, possivelmente, a vida poderia ter surgido em praticamente qualquer ponto da história cósmica, minando esse contra-argumento e mais uma vez forçando-nos a perguntar, onde está todo mundo?
Se a vida que aparecem pela primeira vez em 12 mundos a 13 bilhões de anos atrás, então civilizações inteligentes (se é que sobreviveram todo esse tempo) que agora milhares de milhões de anos à nossa frente e suas preocupações podem não incluem mais os acontecimentos em um mudball úmido em algum lugar do galáctico interior. Talvez civilizações que são muitos bilhões de anos de idade, em vez gastar seu tempo sugando energia de buracos negros ou vivendo dentro de Esferas de Dyson.
Há, no entanto, algumas reviravoltas no conto. Em 2010, pesquisadores do Instituto Max Planck de Astronomia em Heidelberg, Alemanha, descobriu um planeta gigante gasoso em torno de uma estrela tão carente de elementos pesados que ele deve ter se formado muito cedo na história do Universo. Para adicionar a intriga, a estrela, conhecida como HIP 13044 e localizado 2.000 anos-luz de distância, é parte de uma corrente estelar que é tudo o que resta de uma galáxia anã que foi canibalizados pela Via Láctea.
Este ano, os mesmos pesquisadores encontraram outra estrela metalicidade baixa com dois gigantes de gás.Com base na sua abundância de hidrogênio e hélio da estrela, conhecida como HIP 11952, nasceu 12,8 bilhões anos atrás, uns meros 900 milhões anos após o Big Bang. Porque gigantes de gás têm sido capazes de formar em torno destas estrelas de metais pesados deficientes é desconhecida, talvez sugerindo um processo alternativo para a formação de gás planeta. Por outro lado, os novos resultados sugerem que, em algumas regiões do universo pelo menos, gigantes de gás têm sido capazes de formar todo.
Para algumas ténues galáxias no Universo distante, cuja luz é demasiado fraca para permitir a medição do seu espectro, pode-se fazer batota, fazendo uso de backlights naturais, tais como quasares altamente luminosas para sondar galáxias ténues primeiro plano. Ao tirar vantagem deste método para estudar a composição química de uma galáxia que existia 12 bilhões de anos, uma equipe de astrônomos, incluindo Johan Fynbo fez uma revelação surpreendente.
"Nós olhamos um quasar cuja luz de fundo estava passando por uma galáxia em frente a ela, onde a luz do quasar foi absorvido", diz Fynbo. "Isso nos permitiu ver as linhas de absorção de oxigênio, enxofre, carbono e todos os elementos que foram sintetizados na galáxia."
Doze bilhões de anos atrás a química das galáxias deveriam ter sido bastante primitivo, ainda nesse particular galáxia Fynbo e seus colegas, que relatou suas descobertas na Monthly Notices da Royal Astronomical Society, encontrou abundância de elementos pesados equivalentes à abundância na dom
Tais achados em grandes distâncias não são incomuns em si, mas elas tendem a ocorrer dentro dos corações dos quasares, em uma área muito pequena de uma galáxia. Neste caso, no entanto, a luz do quasar estava brilhando através do disco da galáxia em primeiro plano revelando os níveis solares de elementos pesados 52.000 anos-luz do centro, direita na periferia.
Ainda hoje a nossa Via Láctea não é tão fortemente processados quimicamente para a borda seus braços espirais, assim como essa galáxia distante tornar-se tão enriquecido ao longo de sua extensão tão rapidamente? A melhor explicação até agora é que uma estrela - uma luta ferozmente rápido de formação de estrelas - dentro das regiões interiores da galáxia tem soprado os elementos pesados para as Outlands galácticos. Isso pode ser feito simplesmente embora os ventos com força de vendaval estelares de radiação que emana de estrelas quentes e massivas, ou andar sobre as ondas de choque de supernovas.
Além disso, a luz do quasar estava avermelhada, intervindo poeira da galáxia. A poeira é o bloco de construção mais básico de formação do planeta, reunindo-se em aglomerados e aglomerados que se formam em protoplanetas. A poeira também é um produto da fase de violento bombardeio sofrido por jovens sistemas planetários e é copiosamente fabricado em supernovas.
"A fim de fazer planetas você claramente precisa metais e que parece ser possível muito longe em uma galáxia em um momento muito cedo, que é o que nos surpreendeu", diz Fynbo. No entanto, tais metalicidades altas permite planetas gigantes de gás para também formar, mas, apesar de Lars Buchhave mencionou as dificuldades que os gigantes gasosos podem causar para planetas habitáveis, não têm necessariamente de ser um show-rolha e nosso Sistema Solar com Júpiter e Saturno não a exceção apenas.
"No sistema Kepler-20 planetária há cinco planetas", diz ele, "Três são Saturno do tamanho da Terra e dois são terrestres porte, com a ordem sendo grande-pequeno-grande-pequeno-grande. Caso a Saturno-massa planetas migraram em, como os pequenos planetas estar entre os maiores? "
A imagem no topo da página, Carter Roberts da Sociedade Astronômica Eastbay em Oakland, CA, mostra a região da Via Láctea do céu onde a sonda Kepler / fotômetro estará apontando - igual a 1/400th da galáxia.Cada rectângulo indica a região específica do céu coberta por cada elemento CCD do fotómetro Kepler. Há um total de 42 elementos CCD em pares, cada par composto por um quadrado.
A imagem no topo da página mostram os muitos brilhantes, nuvens rosadas em NGC 4700, conhecida como H II regiões , onde a luz ultravioleta intensa de estrelas quentes jovens está causando o gás de hidrogênio nas proximidades de brilho. Regiões H II, muitas vezes vêm-parte e parcela com as vastas nuvens moleculares que geram novas estrelas, dando assim origem ao gás ionizado localmente. Em 1610, o astrônomo francêsNicolas-Claude Fabri de Peiresc olhou através de um telescópio e descobriu o que veio a ser a primeira região H II no registro: a Nebulosa de Órion , localizada relativamente perto do nosso Sistema Solar, aqui na Via Láctea.
Jornal de referência: Natureza
O Galaxy Diário via NASA Astrobio.net
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