Určení životaschopnosti systému červených trpaslíků pomáhá při hledání mimozemského života , protože červení trpaslíci tvoří většinu hvězd v Galaxii. Zatímco relativně malé množství vyzařované energie, malá velikost a blízkost hvězdy v obyvatelné zóně , a tedy i vysoká pravděpodobnost pádu planety do slapové komory i v obyvatelné zóně, a vysoká variabilita hvězdy jsou významnými překážkami vznik a udržení života, nicméně prevalence a dlouhověkost červených trpaslíků jsou pozitivní faktory.
Vznik a udržení života v soustavách hnědých trpaslíků , kterých je možná ještě více, je považováno za nepravděpodobné, protože život jejich planet v obyvatelné zóně je velmi omezený.
Červení trpaslíci jsou nejmenší, nejchladnější a nejběžnější hvězdy. Odhad jejich početnosti se pohybuje od 70 % do 90 % z celkového počtu hvězd v galaxii [1] [2] . Červení trpaslíci jsou spektrálního typu M nebo pozdního K. Vzhledem k jejich nízké svítivosti není žádný z červených trpaslíků ze Země viditelný pouhým okem. Dokonce i nejbližší červený trpaslík Proxima Centauri (složka systému Alfa Centauri nejblíže Slunci ) a nejbližší jediný červený trpaslík - Barnardova hvězda - mají zdánlivou velikost 11,09 a 9,53. Pouhým okem přitom můžete pozorovat hvězdu s magnitudou až 7,72 [3] .
Přestože život mimo Zemi dosud nebyl nalezen, mnoho badatelů předkládá hypotézy, že v podmínkách podobných těm na Zemi se život bude vyvíjet podobně jako na Zemi v souladu s logikou konvergentní evoluce . Jelikož jednobuněčné fotosyntetické organismy existují na Zemi několik miliard let a jsou předchůdci složitějších mnohobuněčných organismů, je logické očekávat, že na planetě, která je v obyvatelné zóně a má na povrchu značné zásoby vody, bude evoluce probíhat podobně. k zemi. Pokud jsou podmínky na povrchu planety radikálně odlišné od podmínek na Zemi, pak může být existence života na takové planetě obtížná nebo dokonce nemožná. V rámci alternativní biochemie jsou zvažovány hypotetické možnosti vývoje organismů . (Obytná zóna pro život založený na biochemii jiné než Země se může lišit od zóny pro život pozemského typu.) Příkladem může být Titan , největší měsíc Saturnu , na kterém je život teoreticky možný . Například planety, na kterých je možný život podobný Zemi, musí mít pevný povrch (na rozdíl od plynných planet ), kapalnou vodu (viz: Mimozemská voda ) a atmosféru dostatečně hustou, aby zabránila vypařování vody a jejímu vyfouknutí do vesmíru. solární bouře.
Astronomové už roky vylučují systémy červených trpaslíků ze seznamu potenciálních míst , kde by mohl existovat život. Malá velikost červeného trpaslíka (0,1-0,6 M ☉ ) znamená, že jejich jaderné reakce jsou velmi pomalé a vyzařují málo světla (0,01-3 % slunečního světla). Aby bylo možné dosáhnout povrchových teplot, jako na Zemi, musí být oběžná dráha planety v systému červeného trpaslíka umístěna velmi blízko jejího Slunce. Například pro hvězdu AX Microscope by měla být oběžná dráha 0,3 AU . e. (uvnitř oběžné dráhy Merkuru ) a pro Proximu Centauri bude oběžná dráha pouze 0,032 a. e. (rok na planetě by trval jen 6,3 dne) [4] .
Planety, které jsou blízko červených trpaslíků a dostávají dostatek tepla, aby udržely vodu v kapalné formě, jsou pravděpodobně již slapově uzamčeny ke svým sluncům – planeta se otočí kolem své osy pouze jednou, když dokončí oběh kolem svého červeného trpasličího slunce (kvůli skutečnost, že poměr hmotnosti a svítivosti červeného trpaslíka vůči Slunci je velmi odlišný). To znamená, že jedna část planety je vždy obrácena ke slunci – červený trpaslík, zatímco na druhé části planety vládne věčná noc. Podobnou situaci lze pozorovat v systému Země - Měsíc , kde je Měsíc vždy otočen k Zemi jednou stranou. Život na takové planetě by mohl být omezen na terminátor .
Pokud má obří planeta na nízké oběžné dráze (existenci takových planet astronomové v posledních letech potvrdili ) dostatečně masivní družici na to, aby si udržela vlastní atmosféru, pak ji mohou zachytit slapové síly planety a ne místní slunce, a proto takový satelit planety -obr bude mít pravděpodobně cyklus dne a noci, čímž se zvýší šance na jeho obyvatelnost. Slapové síly mezi těmito dvěma tělesy také udrží středy planety a její satelit v kapalném stavu, čímž budou generovat magnetická pole dostatečně silná, aby ochránila planetu a její satelit před erupcemi na místním slunci.
Planeta zachycená slapovými silami potřebuje atmosféru dostatečně hustou, aby přenesla část tepla z osvětlené strany na noční stranu. To by zabránilo poklesu teploty noční atmosféry pod rosný bod a snížení atmosférického tlaku, což by zase mohlo způsobit přesun vzduchových mas na noční stranu, dokud by celá atmosféra na noční straně nezamrzla. Dlouho se předpokládalo, že takto hustá atmosféra zabrání fotosyntéze rostlin na denní straně. Novější studie však naznačují opak. V roce 2010 byly provedeny studie, podle kterých planety podobné Zemi a natočené na jednu stranu ke hvězdě, budou mít na noční straně teploty nad -33 °C [5] . Výzkum Roberta Haeberlyho a Manoye Joshiho z Ames Research Center ( NASA ) v Kalifornii ukázal, že atmosféra planety (za předpokladu, že obsahuje plyny CO 2 a H 2 O ) může být pouze 100 milibarů neboli 10 % zemské atmosféry. aby bylo teplo efektivně přenášeno na noční stranu [6] . To je v mezích požadovaných pro fotosyntézu rostlin na denní straně, ačkoli některé jejich modely předpokládají zmrzlou vodu na temné straně. Martin Heath z Greenwich College ukázal, že mořská voda může také efektivně cirkulovat bez zamrzání, pokud jsou oceánské pánve dostatečně hluboké, aby umožnily neomezený tok pod noční ledovou čepicí. Geotermální teplo může také pomoci udržet hluboké vrstvy oceánu v kapalině. Další studie, včetně studia množství aktivní radiace, naznačily, že planety zachycené slapovými silami červeného trpaslíka mohou být přinejmenším vhodné pro život vyšších rostlin [7] .
Studie z roku 2019 ukázala, že UV záření nesnižuje obyvatelnost exoplanet v systémech červených trpaslíků: podle výpočtů je úroveň UV záření pro planety v obyvatelné zóně ještě nižší, než jaké Země přijímala na začátku Archeanu (4,0 -3,9 miliard let), kdy se na něm již zrodil život [8] .
Na Zemi je chlorofyl přítomen ve všech fotosyntetických organismech – vyšších rostlinách, řasách, modrozelených řasách (sinice), fotoautotrofních protistách (protistách) a bakteriích. Existuje několik chlorofylů, které využívají světlo různých spekter. U vyšších rostlin jsou to obvykle chlorofyly a a b. Přestože se maximum spojitého spektra slunečního záření nachází v „zelené“ oblasti 550 nm (kde se nachází i maximální citlivost lidského oka), u těchto rostlin je převážně modré světlo absorbováno chlorofylem a částečně červené světlo . ze slunečního spektra (které určuje zelenou barvu odraženého světla).
Rostliny mohou také využívat světlo s těmi vlnovými délkami, které jsou slabě absorbovány chlorofylem. Energii fotonu zachycují další fotosyntetické pigmenty, které pak energii předávají chlorofylu. To vysvětluje rozmanitost barvy rostlin (a dalších fotosyntetických organismů) a její závislost na spektrálním složení dopadajícího světla [10] . Za špatných světelných podmínek rostliny zvyšují poměr chlorofyl b /chlorofyl a , syntetizují více molekul prvního než druhého, a tím zvyšují produktivitu fotosyntézy. Protože fotosyntéza chlorofyly a a b vyžaduje fotony v rozsahu od 400 do 700 nm, je žluté světlo červeného trpaslíka v rozsahu asi 600 nm pro fotosyntézu docela vhodné. Na Zemi ne vždy vysoká intenzita světla přispívá k normálnímu vývoji rostlin. Při nedostatku vody v půdě a vlhkosti v atmosféře je pro rostliny snazší existovat na zastíněných stanovištích než na otevřeném slunci. Stínomilné a stínomilné rostliny ( sciofyty ) jsou schopny absorbovat světlo z extrémně červené zóny spektra ( o vlnové délce 730 nm ). Méně světla však znamená méně energie pro rostliny. Stejně jako ve slunném a suchém prostředí je limitujícím faktorem růstu a přežití rostlin nedostatek vláhy, na stinných stanovištích bývá limitujícím faktorem nedostatek slunečního záření. Vzhled rostlin odolných vůči stínu se liší od rostlin milujících světlo. Rostliny odolné vůči stínu mají obvykle širší, tenčí a měkčí listy, aby zachytily více rozptýleného slunečního světla. Obvykle mají plochý a hladký tvar. Zatímco u heliofytů se často vyskytuje skládání, hlízovitost listů. Charakteristické je horizontální uspořádání listů (u heliofytů jsou listy naopak často umístěny pod úhlem vůči světlu) a listová mozaika (mozaikové uspořádání listů přispívá k lepšímu zachycení rozptýleného světla). Lesní trávy jsou obvykle protáhlé, vysoké, mají protáhlý stonek. Buňky mezofylu jsou rovnoměrně rozmístěny, s velkými mezibuněčnými prostory. Chloroplasty jsou velké a tmavé. Koncentrace chlorofylu v jednom chloroplastu může být 5-10x vyšší než u heliofytů. Ve srovnání s heliofyty jsou ve sciofytech thylakoidy v graně umístěny kompaktněji. List obsahuje asi 4-6 mg (někdy i 7-8 mg) chlorofylu na 1 g, obsah chlorofylu ve stínování se zvyšuje "v zájmu fotosyntézy", ale není zaměřen ani tak na posílení samotné fotosyntézy, ale na zvýšení absorpce světla listem. Mezi mnohobuněčnými řasami jsou červené řasy dobrým příkladem adaptace na stmívání . Ačkoli hlavním pigmentem chloroplastů je chlorofyl , červené řasy mají ve fykobilisomech významné množství karotenoidů a fykobilinů . Díky této sadě pigmentů mohou červené řasy absorbovat světlo téměř z celé viditelné části spektra. U červených řas žijících ve slané vodě je chlorofyl zpravidla maskován fykobiliny (červený a modrý) a karotenoidy (oranžovožlutý).
Jedním z organismů produkujících kyslík, které nejvíce snášejí stín, je nedávno objevený kmen sinic leptolyngbya JSC-1, který je schopen přežít v horkých pramenech pomocí tmavě červeného světla blízkého IR (700 až 800 nm). Vědci zjistili, že tento organismus využívá neobvyklý genetický mechanismus, kterým zcela přebudovává své fotosyntetické organely , když je vystaven temnému prostředí [11] .
I slabší chladné hvězdy jsou v zásadě vhodné pro existenci fotosyntézy: předpokládá se, že v přirozeném prostředí mohou fotosyntetické bakterie využívat nejen světlo Slunce , ale i jiné zdroje světla, a proto se mohou nacházet na místech, která jsou nejsou vystaveny slunečnímu záření [12] .
Organismy, které neprodukují kyslík, jsou schopny využívat jak IR záření, tak i delší spektrum. V roce 2005 našli Thomas Beatty z University of British Columbia a Robert Blakenship z University of Arizona sirnou bakterii GSB1, podobnou rodům Chlorobium a Prosthecochloris , obsahující bakteriochlorofyl v hlubokomořských vzorcích odebraných v blízkosti hlubinné termální vody. jaro u pobřeží Kostariky . Navrhli, že pravděpodobnost kontaminace vzorku je nízká, a proto GSB1 nepoužívá k fotosyntéze sluneční světlo (které nepronikne do hloubky moře 2,4 km), ale tlumené dlouhovlnné (~750 nm) světlo vyzařované hydrotermálním zářením. průduchy [12] . Fotosyntézu na takových planetách nepochybně zkomplikuje skutečnost, že červený trpaslík produkuje většinu svého záření v infračervené oblasti , zatímco na Zemi je proces závislý na viditelném světle . Chlorofyly d a nedávno objevené f, které jsou přítomny v některých sinicích, jsou však schopny využívat světlo v blízkém infračerveném rozsahu nebo dokonce IR světlo. Fotosyntéza na planetě červeného trpaslíka by vyžadovala další fotony , aby dosáhly excitačních potenciálů srovnatelných s těmi, které jsou potřebné pro přenos elektronů během fotosyntézy na Zemi. To je způsobeno nízkou průměrnou energetickou hladinou fotonů v krátkovlnné části (blízké) IR oblasti ve srovnání s fotony viditelného světla [13] . Po přizpůsobení se širšímu spektru za účelem maximalizace množství energie (možná díky použití chlorofylů podobných d a f) mohou mít listy na obyvatelné planetě poblíž červeného trpaslíka neobvyklou barvu, možná dokonce černou při pohledu ve viditelném světle. [13] .
Při určování planety červeného trpaslíka jako potenciálně obyvatelné nejsou jedinými faktory velikost a jasnost hvězdy. Pokud je planeta v přílivové uzamčení, pak na denní straně díky tomu, že místní slunce nevychází ani nezapadá, zůstanou oblasti ve stínu hor vždy ve stínu.
Studie z roku 2021 experimentálně ukázala, že sinice schopné syntetizovat chlorofyl d a chlorofyl f jsou schopny růstu za podmínek, které napodobují emisní spektrum červeného trpaslíka [14] .
Kvůli rozdílu teplot bude mít slapově zachycená planeta silný vítr směrem k noční straně s neustálými přívalovými dešti. To vše činí život na planetě nepravděpodobným [15] . Vědci stojící za dokumentem Aurelia a Modrý měsíc si však myslí něco jiného. Rostliny se dokázaly přizpůsobit silnému větru, například tím, že by se bezpečně ukotvily v půdě a vyrostly dlouhé, pružné výhony, které se při silném větru nelámou (ve fantasy příběhu Roberta Sheckleyho „ Vítr stoupá“, liány na planetě Carell, tam, kde neustále vane vichřice, jsou silnější než ocelová lana). Stejně jako na Zemi může vítr také poškodit rostliny v důsledku deflace pískem a jinými částicemi. Vlivem současného poškození velkého množství buněk na povrchu rostlina ztrácí hodně vláhy, což je důležité zejména v období sucha. Rostliny se však dokážou částečně přizpůsobit abrazi zvýšením růstu kořenů a potlačením růstu horních částí [16] .
V tlumeném červeném světle červeného trpasličího slunce budou rostliny pravděpodobně méně produktivní, takže v atmosféře planety lze očekávat méně kyslíku, a proto budou zvířata omezena svou velikostí. Zvířata se pravděpodobně spoléhají na infračervené vidění (například obyvatelé planety Dis v Noci masek Andre Nortona mají infračervené vidění), protože signalizace zvukem nebo čichem bude obtížná kvůli hluku bouře, která neustále zuří na planetě. Podmořský život však bude chráněn před větry a místními slunečními erupcemi, takže obrovské masy černého planktonu a řas mohou podporovat mořský život [17] .
Dalším problémem na planetách v systémech červených trpaslíků by mohla být akumulace vody ve formě ledovců na noční straně planety a vyvařování nebo vypařování oceánů na denní straně . Faktorem může být krajina neosvětlené části planety. Tloušťka ledové pokrývky v Arktidě a Antarktidě se stokrát liší, protože led ve formě ledovce se pohybuje mnohem pomaleji než ve formě ledovců a ledových polí . Proto je docela možné, že vodní plocha oceánů na osvětlené části planety může kolísat v závislosti na umístění kontinentů na planetě. Pro oceány to samozřejmě nemusí představovat vážný problém a námraza noční strany může dosáhnout limitu omezeného gravitačním sesouváním ledovců na denní stranu planety – zvláště pokud je množství vody na planetě větší než na Zemi – to znamená, že planeta je pokryta dostatečně masivní vrstvou vody, aby umožnila současnou existenci oceánu a mnoha kilometrů ledovce pokrývajícího polovinu planety. Kvůli obyvatelnosti by však taková planeta neměla být přehnaně „vlhká“, protože pokud se jedná o oceánskou planetu , kde jsou všechny minerály pohřbeny pod stovkami kilometrů spodního ledu, nebude schopna poskytnout planktonu mikroelementy nezbytné pro život . (tedy fosfor ), a proto taková planeta bude převážně pouštním oceánem. Život na planetě tohoto typu, pokud existuje, by pravděpodobně zajistil pouze materiál vstupující do atmosféry s meteority. Možná v systému, kde neexistují žádné masivní planety jako Jupiter , které pohlcují většinu meteoritů a asteroidů, bude hmotnost vesmírného materiálu dopadajícího na planetu mnohem větší než na Zemi, a to může umožnit existenci planktonu, možná pomocí exotičtějších stopových prvků pro tvorbu molekul DNA ( například arsenu ) nebo jiných genomových molekul a časem se mohou objevit i živočichové živící se planktonem. Počet meteoritů ve hvězdném systému je však omezený a postupem času se intenzita meteorického roje sníží, což může vést k zániku organismů na planetě. Také vznik planet se značným množstvím vody v blízkosti hvězdy je podle některých vědců nepravděpodobný, protože teplota na takové oběžné dráze je na to příliš vysoká. [18] To znamená, že planeta musí vzniknout na vyšší oběžné dráze a poté se ke hvězdě přiblížit, pokud na ní pravděpodobně existují oceány. Pokud je na planetě mnohem méně vody než na Zemi, pak je docela možné, že se oceány úplně vyvaří na denní části planety a existence kapalné vody pouze v noční části planety, kde probíhá fotosyntéza nemožné . Extrémním příkladem takového jevu (z planet známých astronomům) je super-Země CoRoT-7b . Zatímco osvětlená strana je kypící oceán magmatu v nepřetržité konvekci, neosvětlená strana je pravděpodobně na kůře ztvrdlé lávy a možná je pokryta obrovskou vrstvou obyčejného vodního ledu. I když se samozřejmě CoRoT-7 b točí kolem mnohem jasnější hvězdy než červený trpaslík, a proto na chladnější planetě osvětlená část pravděpodobně nebude roztavena a pravděpodobně bude mít populaci extrémofilů .
Alternativně, na planetě s dostatečně vysokou teplotou, může být noční strana zahřátá intenzivními větry z denní strany (jako Venuše), čímž se zabrání tvorbě ledovců nebo je roztaví ve značné vzdálenosti od terminátoru a vytvoří obrovské bažiny. na neosvětlené straně, z níž se mohutné řeky jako Amazonka vlévají do relativně malých vodních ploch (jako Aralské jezero), z nichž se voda vyvaří. Za takových podmínek může život existovat v říčních údolích a v řekách samotných a zvířata budou používat neosvětlenou stranu terminátoru k rozmnožování podobným způsobem jako suchozemská zvířata s instinktem sezónní migrace .
Za takových podmínek bude množství kyslíku produkovaného fotosyntézou nízké, což může vést k hromadění oxidu uhličitého v atmosféře a zahřívání planety do bodu, kdy všechny ledovce na noční straně roztajou, což zase povede k cyklické obnově oceánů na denní straně, jejichž přítomnost je podle moderních koncepcí nezbytná pro fungování mechanismu deskové tektoniky . Pokud cyklická obnova oceánů není dostatečně vysoká, pak se vulkanismus planety může vyvíjet podle scénáře podobného tomu venušanskému, kdy povrch planety nemá mechanismus pro postupné zbavování se přebytečného tepla nahromaděného v její vnitřní vrstvy po dlouhou dobu procházejí obdobím silné vulkanické aktivity, která na Venuši před 300-500 miliony let vedla k úplné obnově planetární kůry nebo k překrytí jejích horních vrstev příchozím materiálem pláště. Na Zemi je proces přenosu tepla z centra na povrch realizován prostřednictvím deskové tektoniky, která do značné míry závisí na přítomnosti vody v subdukčních zónách . Proces přetavování povrchu planety nejen promění planetu v autokláv, a tím povrch sterilizuje, ale může také vést k nenávratné ztrátě vody, která v plynné formě podléhá disipaci .
Na Zemi samozřejmě probíhala i období zvýšeného vulkanismu, která vedla k hromadnému vymírání organismů , což naznačuje, že s výjimkou klimatických změn, které jsou pro život extrémně nepříznivé, je přežití nejživotaschopnějších organismů možné, alespoň v forma extremofilních mikroorganismů . Se zvýšeným vulkanismem na Venuši však podle mnoha vědců souvisí i její hmotnost, jejíž nedostatek vede k absenci deskové tektoniky, která na planetě obíhající kolem matné hvězdy a tudíž pokrytá ledovým příkrovem může být důležité pro přežití organismů, protože na planetách takových hvězd není vyloučena chemosyntéza . Někteří vědci se domnívají, že podobné podmínky kdysi na Zemi existovaly a že Země byla během kryogenního a ediakarského období neoproterozoické éry zcela pokryta ledem. Tato hypotéza byla vytvořena pro vysvětlení ukládání ledovcových sedimentů v tropických zeměpisných šířkách během kryogenu (před 850-630 miliony let) a možná i v dalších geologických epochách. Masivní zalednění muselo potlačit rostlinný život na Zemi a následně vedlo k výraznému poklesu koncentrace nebo dokonce úplnému vymizení kyslíku, což umožnilo vznik nezoxidovaných hornin bohatých na železo. Skeptici tvrdí, že takové zalednění mělo vést k úplnému vymizení života, což se nestalo. Zastánci hypotézy jim odpovídají, že život mohl přežít, protože v hlubinách oceánů a kůry přežívaly oázy anaerobního a anoxyfilního života, napájené energií hlubinných hydroterm . Vzhledem k tomu, že Venuše je pokryta stovkami tisíc aktivních sopek, může být počet podvodních biosystémů na planetě tohoto typu podobný úrovni biomasy na povrchu Země.
Červení trpaslíci jsou mnohem nestálejší a nepředvídatelnější než jejich stabilnější velké protějšky. Často jsou pokryty skvrnami, které mohou během několika měsíců snížit vyzařované světlo o 40 %. Na Zemi se však život podobným poklesům teplot během zimy různými způsoby přizpůsobil. Zvířata mohou přežít hibernací a/nebo ponořením do hlubokých vod, kde by teploty měly být stabilnější. Závažnějším problémem je, že oceány mohou během chladných období zamrznout. Když přijde zima , zvýší se albedo planety (která bude pokryta sněhem a ledem), což odráží více sluneční energie a spouští pozitivní zpětnou vazbu – nachlazení vyvolá ještě více nachlazení. To by mohlo vést k podmínkám podobným těm na Zemi Snowball a doba ledová na planetě by mohla trvat miliony let.
V jiných případech červení trpaslíci vydávají obří světlice, které dokážou zdvojnásobit svou jasnost během několika minut [19] . Jak bylo stále více a více červených trpaslíků zkoumáno na variabilitu, byla většina z nich klasifikována jako vzplanuté hvězdy . Takové změny jasu mohou být životu velmi škodlivé. Takové erupce mohou také odfouknout velkou část atmosféry planety. Pokud však má planeta magnetické pole , pak by to umožnilo částicím odklonit se od atmosféry. A dokonce i pomalé rotace planet zachycených slapem (jedna rotace kolem osy na oběžnou dráhu kolem hvězdy) budou stačit k vytvoření magnetického pole, pokud povrch na straně planety obrácené k červenému trpasličímu slunci zůstane roztavený. [dvacet]
Období, během kterého dochází k intenzivním vzplanutím, však trvá přibližně prvních 1,2 miliardy let existence červeného trpaslíka. Pokud se planeta vytvoří daleko od červeného trpaslíka a vyhýbá se zachycení přílivu a odlivu a poté, co počáteční řádění skončí, migruje do obyvatelné zóny hvězdy , pak je možné, že život může mít šanci se vyvinout [21] .
Život se může zpočátku chránit před zářením tím, že zůstane pod vodou, dokud hvězda neprojde raným obdobím silných erupcí, za předpokladu, že planeta dokáže udržet dostatek atmosféry k vytvoření tekutého oceánu. Vědci, kteří "stvořili" Aurelii, věří, že život může přežít na souši, a to navzdory ohniskům na místním červeném trpasličím slunci. Jak je známo ze Země, život na souši vznikl mnohem později než život v oceánu – teprve asi před 500 miliony let, takže pravděpodobnost, že nestabilita červeného trpaslíka bude mít negativní dopad na vývoj suchozemských organismů, je nízká. Jakmile život dosáhne pevniny, nízké množství ultrafialového záření produkovaného již klidným červeným trpaslíkem by znamenalo, že život by mohl prosperovat bez ozónové vrstvy , a tudíž by nemusel produkovat kyslík [13] .
Jiní vědci nesouhlasí s tím, že červení trpaslíci mohou podporovat život (viz unikátní hypotéza Země ). Slapové zachycení pravděpodobně povede k relativně nízkému planetárnímu magnetickému momentu . Aktivní červený trpaslík, který vyzařuje výrony koronální hmoty , by ohnul magnetosféru planety zpět , dokud by nedosáhla atmosféry. V důsledku toho by atmosféra byla vážně erodována, což by možná učinilo planetu neobyvatelnou [22] .
V závislosti na mohutnosti planety však výrazná eroze atmosféry může trvat desítky miliard let. Příkladem planety bez dostatečně silného magnetického pole, ale s hustou a hustou atmosférou je Venuše . Navzdory vysoké povrchové teplotě má Venuše atmosféru složenou z oxidu uhličitého. Molekuly tohoto plynu jsou příliš těžké na to, aby mohly být vyneseny z gravitačního pole planety. Faktorem je také ionosféra vytvořená ionizací atmosféry ultrafialovým zářením ze slunce; v důsledku interakce s venušskou ionosférou slunečního větru a magnetickým polem Slunce vzniká indukované magnetické pole, které je jakýmsi ekvivalentem magnetického pole Země, které snižuje erozi atmosféry Venuše na minimální. Samozřejmě, na Venuši byla většina vody stále relativně rychlá, během několika milionů let po přechodu Venuše do jejího současného stavu (během několika set milionů let po vzniku planety), ztracená v důsledku eroze, která se vysvětluje polohou planety mimo obyvatelnou zónu a existencí supersilného „skleníkového efektu“, který vedl k vypařování vody z povrchu planety. V podmínkách, kdy je teplota planety mnohem nižší než na Venuši, což může vést k námraze noční části planety, může být ztráta vodní páry mnohem méně citlivá. Pokud je gravitace planety silnější než gravitace Venuše, pak mohou být tyto ztráty ještě méně významné.
Existuje však jedna velká výhoda, kterou mají červení trpaslíci oproti jiným hvězdám: vydrží velmi dlouho. Trvalo 4,5 miliardy let, než se lidstvo objevilo na Zemi, a vhodné podmínky pro život se vyvinuly jen půl miliardy let předtím [23] . Naproti tomu červení trpaslíci mohou žít biliony let, protože jaderné reakce v jejich nitru jsou mnohem pomalejší než reakce větších hvězd, což znamená, že život bude mít více času na vývoj a přežití. Kromě toho, ačkoli pravděpodobnost, že se planeta nachází v obyvatelné zóně kolem kteréhokoli konkrétního červeného trpaslíka, není známa, celkový objem obyvatelné zóny kolem všech červených trpaslíků se rovná celkovému objemu obyvatelné zóny kolem hvězd podobných Slunci. jejich všudypřítomnost [24] . První super-Země s hmotností 3-4násobku hmotnosti Země byla objevena v potenciálně obyvatelné zóně její hvězdy Gliese 581 , což je červený trpaslík. Přestože je zachycen slapovými silami, je docela možné, že na terminátoru může existovat kapalná voda [25] . Vědci se domnívají, že planeta je stará asi 7 miliard let a má dostatečnou hmotnost, aby udržela atmosféru.
Zpracování výsledků získaných na spektrografu HARPS umožnilo koncem roku 2011 vyvodit závěry o četnosti výskytu exoplanet podobných Zemi u červených trpaslíků v „zóně kapalné vody“. Ukázalo se, že v průměru 41 +54
−13% červených trpaslíků se v obyvatelné zóně očekává přítomnost planet podobných Zemi o hmotnosti 1–10 M ⊕ . Vzhledem k rozšířenému výskytu červených trpaslíků je jich v Mléčné dráze asi 160 miliard , počet takových planet v naší galaxii se odhaduje na několik desítek miliard. V blízkosti Slunce se ve vzdálenosti blíže než 10 pc (~32,6 ly ) předpokládá, že se v zóně kapalné vody nachází asi stovka superzemí [26] [27] [28] .
Ve sci-fi románu Starmaker od Olafa Stapledona se jedna z mnoha mimozemských civilizací v naší galaxii, kterou popisuje, nachází v terminátorské oblasti planety, kterou ovládly slapové síly červeného trpaslíka. Tato planeta je obývána inteligentními rostlinami, které vypadají jako mrkev s rukama, nohama a hlavou a které část času spí v půdě na pozemcích, absorbují světlo prostřednictvím fotosyntézy, a po zbytek času jsou vzhůru a vycházejí z jejich spiknutí a účast na všech složitých aktivitách moderní průmyslové civilizace. Stapledon také popisuje, jak se na této planetě vyvíjel život [29] .
Děj románu Deep in the Sky od Vernora Vingea se odehrává na planetě obíhající kolem červeného trpaslíka, který periodicky mění svou jasnost. Takže pravidelně, s poklesem jasu červeného trpaslíka, celá planeta zamrzne se soutokem veškerého života do hibernace a se zvýšením jasu přichází „jaro“ a „léto“.
Román Isaaca Asimova Nemesis vypráví o původu inteligentního života na Erythro, měsíci hnědého trpaslíka Megas, který zase obíhá kolem červeného trpaslíka Nemesis.
V románu Hola Clementa Cyklus ohně se akce odehrává na planetě červeného trpaslíka, který se zase točí po excentrické dráze kolem žhavější modré hvězdy. Když je červený trpaslík daleko od hlavní složky systému, podmínky na planetě jsou podobné jako na Zemi, jen rok je o něco méně než měsíc. Během přibližování hvězd je život na planetě nahrazen vysokoteplotní formou, která jako vidění využívá ultrazvukovou echolokaci. Přes rozdíl ve fyziologii a metabolismu jsou obě formy života nositeli „spor“ druhé varianty.
Sci-fi povídka Sad Kapteyn , kterou napsal anglicky píšící spisovatel sci-fi Alastair Reynolds , se výhradně zaměřuje na exoplanetu Kapteyn b. Hlavním účelem práce je podpořit a ilustrovat klíčové prvky zprávy o objevu exoplanet . Příběh popisuje příchod červeného trpaslíka VZ Paintera , průzkumníka mezihvězdných robotů, do systému. Robot začíná prozkoumávat exoplanetu a zjišťuje, že ji kdysi obývala civilizace mnohem lepší než ta pozemská, pokud jde o vývoj. Robot si všimne, že exoplaneta je poseta impaktními krátery o velikosti pozemských kontinentů . Neexistuje žádná atmosféra . Pravděpodobně došlo ke katastrofě planetárního rozsahu a obyvatelé byli nuceni opustit systém Kapteynovy hvězdy [30] .
| exoplanety | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Třídy |
| ||||||||||||||||
| Typy a metody |
| ||||||||||||||||
| Seznamy |
| ||||||||||||||||
| Mise |
| ||||||||||||||||