Astronomía

¿Existe un término para las estrellas sin planetas?

¿Existe un término para las estrellas sin planetas?


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En pocas palabras, ¿existe algún término utilizado para las estrellas que no tienen planetas? Mientras contemplaba esto y hacía numerosas búsquedas en vano, creo que encontré mi propia respuesta, pero estoy pidiendo aquí más información.

La razón por la que creo que no hay un término real utilizado como tal es porque aún no se ha confirmado ninguna estrella que no esté formada por planetas. Soy consciente de que sabemos de estrellas en este momento en el que aún no hemos identificado ningún planeta, pero eso no es lo mismo que confirmar si los planetas existen o no alrededor de la estrella.

¿Estoy en lo cierto al suponer que esta es la razón por la que aún no se ha cumplido ningún término? ¿O se usa un término en relación con hablar de la posibilidad de que no exista ninguno?

He buscado bastante para esto, pero no he podido encontrar nada. Sé que los modelos actuales muestran que es muy poco probable que esto ocurra, pero tengo curiosidad.


Una estrella se describe como tal, tenga o no planetas.

No parece haber existido nunca una necesidad y, para ser honesto, no puedo pensar en ninguna necesidad. Cuando se asumió (en tiempos históricos) que estábamos en el único planeta, no se pensaba que las estrellas tuvieran planetas. El título funcionó entonces. Ahora, como sabemos que es probable que la mayoría de las estrellas tengan planetas como parte de la formación normal, todavía podemos llamarlos estrellas.

Normalmente, las palabras se inventan cuando se necesitan.


En su historia Centauro lejano, A.E. Van Vogt acuñó el término "sol de soltero", que podría encajar, pero esto generalmente se toma como una predicción de agujeros negros.

https://en.wikipedia.org/wiki/Far_Centaurus


El idioma inglés parecería ofrecer la frase "estrella sin planeta", que me parece adecuada.

Sin embargo, dado que no podemos confirmar si hay un noveno planeta alrededor de nuestra propia estrella, entonces llamar a cualquier otra estrella sin planeta es probablemente prematuro.


A excepción de la Tierra, Venus y Saturno son los únicos planetas mencionados expresamente en el Antiguo Testamento.

Isaías 14:12 trata sobre un tal Helel ben Shahar, llamado Rey de Babilonia en el texto. Helel ("estrella de la mañana, hijo del amanecer") se traduce como Lucifer en la Biblia Vulgata pero su significado es incierto. [1]

Saturno no está menos ciertamente representado por la estrella. Kaiwan (o Chiun), [2] adorado por los israelitas en el desierto (Amós 5:26). La misma palabra (interpretada como "firme") designa con frecuencia, en las inscripciones babilónicas, el planeta de movimiento más lento mientras Sakkuth, la divinidad asociada con la estrella por el profeta, es una denominación alternativa para Ninurta, quien, como dios planeta babilónico, se fusionó con Saturno. Los antiguos sirios y árabes, también llamados Saturno Kaiwan, los términos correspondientes en el zoroastriano Bundahish ser Kevan. Los otros planetas están individualizados en la Biblia solo por implicación. Se denuncia el culto a los dioses relacionados con ellos, pero sin ninguna intención manifiesta de referirse a los cuerpos celestes. Así, Gad y Meni (Isaías 65:11) son, sin duda, la "mayor y menor fortuna" tipificada en todo Oriente por Júpiter y Venus. Neba, la deidad tutelar de Borsippa (Isaías 46: 1), brilló en el cielo como Mercurio, y Nergal, trasplantado de Asiria a Kutha (2 Reyes 17:30), como Marte.

La lista adjunta da (en gran parte con la autoridad de Schiaparelli) las interpretaciones mejor garantizadas de los nombres de las estrellas bíblicas:

  • Kimah, las Pléyades
  • Kesil, Orión
  • Ash, o Ayish, las Híades
  • Mezarim, los osos (grandes y pequeños)
  • Mazzaroth, Venus (Lucifer y Hesperus)
  • Hadre theman - "las cámaras del sur" - Canopus, la Cruz del Sur y α Centauri
  • Nachash, Draco

Kimah y Kesil Editar

La Biblia nombra una media docena de grupos estelares, pero las autoridades difieren ampliamente en cuanto a su identidad. En un pasaje sorprendente, el profeta Amós glorifica al Creador como "Aquel que hizo a Kimah y Kesil", [3] traducido en la Vulgata como Arcturus y Orion. Ahora bien, Kimah ciertamente no significa Arcturus. La palabra, que aparece dos veces en el Libro de Job (9: 9 38:31), se trata en la versión de los Setenta como equivalente a las Pléyades. Este, también, es el significado que se le da en el Talmud (TB Brajot 58b) y en toda la literatura siria está respaldado por evidencias etimológicas, el término hebreo está obviamente relacionado con la raíz árabe kum (acumular), y el asirio Kamu (atar) mientras que las "cadenas de Kimah", a las que se hace referencia en el texto sagrado, no representan inadecuadamente el poder coercitivo que imparte unidad a un objeto múltiple. La constelación asociada Kesil no es sin duda alguna otra que Orión. Sin embargo, en el primero de los pasajes de Job donde figura, la Septuaginta le da a Herper en el segundo, la Vulgata inserta de manera bastante irrelevante Arcturus Carsten Niebuhr (1733-1815) entendió que Kesil significa Sirius Thomas Hyde (1636-1703) sostuvo que indicó Canopus. Ahora kesil significa en hebreo "impío", adjetivos que expresan la estúpida criminalidad que pertenece al legendario personaje de los gigantes y las estrellas de Orión sugieren irresistiblemente una enorme figura que cruza el cielo a grandes zancadas. En consecuencia, los árabes llamaron a la constelación Al-gebbar, "el gigante", el equivalente siríaco es Gabbara en la antigua versión siríaca de la Biblia conocida como Peshitta. Entonces podemos admitir con seguridad que Kimah y Kesil realmente designaron a las Pléyades y Orión. Pero otras interpretaciones son considerablemente más oscuras. El comentarista bíblico judío Rashi dice que Kimah emite frío, y eso es lo que hace que el invierno sea tan frío. Sin embargo, Kesil emite calor evitando que el invierno se enfríe demasiado.

Ash Editar

En el Libro de Job, la parte astronómica más distintiva de la Biblia, se hace mención, con otras estrellas, de Ceniza y Ayish, casi con certeza formas divergentes de la misma palabra. Su significado sigue siendo un enigma. La Vulgata y la Septuaginta lo traducen de manera inconsistente "Arcturus y Hesperus". Abenezra (1092-1167), sin embargo, el erudito rabino de Toledo, dio razones tan poderosas para que Ash, o Ayish, se refiriera a la Osa Mayor, que la opinión, aunque probablemente errónea, todavía prevalece. Se basaba principalmente en la semejanza entre ceniza y el árabe na 'ceniza, "un féretro", aplicado a las cuatro estrellas del Wain, las tres al frente figurando como dolientes, bajo el título de Benât na 'ash, "hijas del féretro". Pero Job también habla de los "hijos de Ayish", y la inferencia parece irresistible de que el mismo grupo de estrellas se mencionó de manera similar en ambos casos. Sin embargo, hay un gran margen para la duda. El comentarista bíblico judío Rashi dice que Ayish es Alcyone. "Sus Hijos" son las otras estrellas de las Pléyades. Ayish necesita ser consolado porque dos de las estrellas de Las Pléyades fueron trasladadas a Aries en el Diluvio.

Los filólogos modernos no admiten la supuesta conexión de Ayish con na 'ceniza, ni tampoco aparece ninguna asociación fúnebre en el Libro de Job. Por otro lado, el profesor Schiaparelli llama la atención sobre el hecho de que la ceniza denota "polilla" en el Antiguo Testamento, y que las alas plegadas del insecto son imitadas de cerca en su forma triangular por las estrellas doblemente alineadas de las Híades. Ahora se traduce Ayish in the Peshitta Iyutha, una constelación mencionada por San Efrén y otros escritores siríacos, y la erudita consideración de Schiaparelli de las diversas indicaciones proporcionadas por la literatura árabe y siríaca hace que sea razonablemente cierto que Iyutha Significa auténticamente Aldebarán, la gran estrella roja en la cabeza del Toro, con sus hijos, las lluviosas Híades. Es cierto que Hyde, Ewald y otros eruditos han adoptado a Capella and the Kids como representante de Iyutha y, por lo tanto, de "Ayish y sus hijos", pero el punto de vista implica muchas incongruencias.

Hadre Theman (Cámaras del Sur) Editar

Las glorias del cielo anunciadas en el Libro de Job incluyen un paisaje sideral descrito vagamente como "las cámaras [es decir, la penetralia] del sur". La frase, según Schiaparelli, se refiere a algún conjunto de estrellas brillantes, elevándose 20 grados como máximo sobre el horizonte sur en Palestina alrededor del año 750 a. C. (asumido como la fecha del Patriarca Job), y teniendo en cuenta los cambios debidos a la precesión, señala que el espectáculo estelar formado por la Nave, la Cruz y el Centauro cumple las condiciones requeridas. Sirio, aunque en la fecha en cuestión culminó a una altitud de 41 grados, posiblemente se pensó que pertenecía a las "cámaras del sur", de lo contrario, este espléndido objeto parecería ignorado en la Biblia.

Mezarim Editar

Job opone a las "cámaras del sur", como fuente de frío, un asterismo llamado Mezarim (37: 9). Tanto la Vulgata como la Septuaginta traducen esta palabra de Arcturus, evidentemente en un error (el error no es infrecuente) para Arctos. La Osa Mayor giraba en círculos en aquellos días mucho más cerca del polo de lo que lo hace ahora, su carácter típico del norte sobrevive en la palabra latina septentrio (de septem triones, las siete estrellas del Wain) y Schiaparelli concluye a partir de la forma dual de mezarim, que los judíos, como los fenicios, conocían tanto a la Osa Menor como a la Osa Mayor. Identifica la palabra como plural, o dual, de mizreh, "un aventar-abanico", un instrumento representado por las siete estrellas del Wain, con tanta precisión como el Cucharón de los chinos o el Cazo del lenguaje popular estadounidense.

Mazzaroth editar

Quizás el acertijo más desconcertante en la nomenclatura de las estrellas bíblicas es el presentado por la palabra Mazzaroth o Mazzaloth (Job 38: 31,32 2 Reyes 23: 5) por lo general, aunque no unánimemente admitido como variantes fonéticas. En cuanto a su significado, las opiniones son irremediablemente divergentes. Los autores de la Septuaginta transcribieron, sin traducir, la expresión ambigua que la Vulgata da a su equivalente Lucifer en Job, los Signos del Zodíaco en el Libro de los Reyes. San Juan Crisóstomo adoptó el último significado, notando, sin embargo, que muchos de sus contemporáneos interpretaron a Mazzaroth como Sirio. Pero esta idea pronto perdió de moda mientras que la explicación zodiacal ganó amplia aceptación. De hecho, a primera vista, es extremadamente plausible. Mucho antes del Éxodo, los Doce Signos se establecieron en las regiones del Eufrate, tal como los conocemos ahora. Aunque nunca fueron adorados en un sentido primario, es muy posible que se los considerara sagrados como la morada de las deidades. El asirio manzallu (a veces escrito manzazu), "estación", aparece en las tablillas de la Creación babilónica con la importación "mansiones de los dioses" y la palabra parece ser etimológicamente afín a Mazzaloth, que en hebreo rabínico significa principalmente los signos del zodíaco y, en segundo lugar, los planetas. El Zodíaco lunar también se sugiere a este respecto. Las veintiocho "mansiones de la luna" (menazil al-kamar) fueron la característica principal de la tradición árabe del cielo, y sirvieron para propósitos astrológicos entre muchos pueblos orientales. En consecuencia, podrían haber pertenecido al aparato de superstición usado por los adivinos que fueron extirpados en Judá, junto con la adoración del Mazzaroth, por el rey Josías, alrededor del 621 a. C. Sin embargo, tal explicación no puede encajar con la forma de expresión que se encuentra en el Libro de Job (38:32). Hablando en la persona del Todopoderoso, el Patriarca pregunta: "¿Puedes producir Mazzaroth en su tiempo?", Claramente en alusión a un fenómeno periódico, como la brillante visibilidad de Lucifer o Hesperus. El profesor Schiaparelli vuelve a la versión Vulgata de este pasaje. Él reconoce en Mazzaroth el planeta Venus en su doble aspecto de estrella matutina y vespertina, señalando que la luminaria designada en el Libro de los Reyes, con el sol y la luna, y la "hueste del cielo" evidentemente debe ser la próxima en brillo a la principales dadores de luz. Además, el sol, la luna y Venus constituyen la gran tríada astronómica de Babilonia, cuyas representaciones esculpidas incluyen con frecuencia la "hueste del cielo" tipificada por una multitud de fantásticas divinidades animales. Y dado que el culto astral anatematizado por los profetas de Israel era incuestionablemente de origen eufrateano, la designación de Mazzaroth como el tercer miembro de la tríada babilónica es un vínculo valioso en la evidencia.

La exégesis protestante ha tendido a favorecer la interpretación del Zodíaco. El influyente comentario protestante alemán Keil y Delitzsch del siglo XIX entendió la referencia a Mazzaroth en el pasaje de Job así: "La pregunta en el verso 32a por lo tanto significa: ¿puedes traer el signo zodiacal designado para cada mes, de modo que (por supuesto con la variación que está limitada a aproximadamente dos diámetros de luna por el progreso diario del sol a través del Zodíaco) se vuelve visible después del ocaso y es visible antes del ocaso? [5]

Najash Editar

A pesar del escepticismo de los comentaristas recientes, parece bastante seguro que la "serpiente fugitiva" de Job 26:13 (coluber tortuosus en la Vulgata) realmente representa el reptil circumpolar. La constelación eufrateana de Draco es de una antigüedad antigua y, muy probablemente, Job hubiera estado familiarizada con ella. Por otro lado, Rahab (Job 9:13 26:12), traducido como "ballena" en la Septuaginta, es probablemente de importancia legendaria o simbólica.


Un extraño planeta solitario encontrado sin una estrella

Concepción artística de PSO J318.5-22. Crédito: MPIA / V. Ch. Quetz

Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto un exótico planeta joven que no está orbitando una estrella. Este planeta que flota libremente, denominado PSO J318.5-22, está a solo 80 años luz de la Tierra y tiene una masa solo seis veces mayor que la de Júpiter. El planeta se formó hace apenas 12 millones de años y mdasha recién nacido en vidas planetarias.

Fue identificado por su tenue y única firma de calor por el telescopio de estudio de campo amplio Pan-STARRS 1 (PS1) en Haleakala, Maui. Las observaciones de seguimiento con otros telescopios en Hawai muestran que tiene propiedades similares a las de los planetas gigantes gaseosos que se encuentran orbitando alrededor de estrellas jóvenes. Y, sin embargo, PSO J318.5-22 está por sí solo, sin una estrella anfitriona.

“Nunca antes habíamos visto un objeto flotando libremente en el espacio con este aspecto. Tiene todas las características de los planetas jóvenes que se encuentran alrededor de otras estrellas, pero va a la deriva solo ”, explicó el líder del equipo, el Dr. Michael Liu, del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai en Manoa. "A menudo me había preguntado si existían esos objetos solitarios, y ahora sabemos que existen".

Durante la última década, se han descubierto planetas extrasolares a un ritmo increíble, y se han encontrado alrededor de mil por métodos indirectos como el bamboleo o la atenuación de sus estrellas anfitrionas inducidas por el planeta. Sin embargo, solo se han obtenido imágenes directas de un puñado de planetas, todos los cuales están alrededor de estrellas jóvenes (menos de 200 millones de años). PSO J318.5-22 es uno de los objetos de flotación libre de menor masa conocidos, quizás el más bajo. Pero su aspecto más singular es su masa, color y producción de energía similares a los planetas directamente fotografiados.

& ldquoLos ​​planetas encontrados por imágenes directas son increíblemente difíciles de estudiar, ya que están justo al lado de sus estrellas anfitrionas mucho más brillantes. PSO J318.5-22 no está orbitando una estrella por lo que será mucho más fácil para nosotros estudiar. Proporcionará una vista maravillosa del funcionamiento interno de planetas gigantes gaseosos como Júpiter poco después de su nacimiento ”, dijo el Dr. Niall Deacon del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania y coautor del estudio.

PSO J318.5-22 fue descubierto durante una búsqueda de las estrellas fallidas conocidas como enanas marrones. Debido a sus temperaturas relativamente frías, las enanas marrones son muy tenues y tienen colores muy rojos. Para sortear estas dificultades, Liu y sus colegas han estado extrayendo los datos del telescopio PS1. PS1 está escaneando el cielo todas las noches con una cámara lo suficientemente sensible como para detectar las débiles firmas de calor de las enanas marrones. PSO J318.5-22 se destacó como un bicho raro, más rojo incluso que las enanas marrones más rojas conocidas.

Imagen multicolor del telescopio Pan-STARRS1 del planeta flotante PSO J318.5-22, en la constelación de Capricornus. El planeta es extremadamente frío y débil, aproximadamente 100 mil millones de veces más débil en luz óptica que el planeta Venus. La mayor parte de su energía se emite en longitudes de onda infrarrojas. La imagen tiene 125 segundos de arco de lado. Crédito: N. Metcalfe & amp Pan-STARRS 1 Science Consortium

& ldquoA menudo describimos la búsqueda de objetos celestes raros como algo similar a buscar una aguja en un pajar. Así que decidimos buscar en el pajar más grande que existe en astronomía, el conjunto de datos de PS1, ”dijo el Dr. Eugene Magnier del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái en Manoa y coautor del estudio. El Dr. Magnier dirige el equipo de procesamiento de datos para PS1, que produce el equivalente a 60.000 fotos de iPhone cada noche. El conjunto de datos total hasta la fecha es de aproximadamente 4.000 Terabytes, más grande que la suma de la versión digital de todas las películas jamás realizadas, todos los libros publicados y todos los álbumes de música publicados.

El equipo siguió el descubrimiento de PS1 con múltiples telescopios en la cima de Mauna Kea en la isla de Hawai. Los espectros infrarrojos tomados con la instalación del telescopio infrarrojo de la NASA y el telescopio Gemini North mostraron que PSO J318.5-22 no era una enana marrón, según las firmas en su luz infrarroja que se explican mejor por ser joven y de baja masa.

Al monitorear regularmente la posición de PSO J318.5-22 durante dos años con el Telescopio Canadá-Francia-Hawai, el equipo midió directamente su distancia a la Tierra. Basándose en esta distancia, unos 80 años luz, y su movimiento a través del espacio, el equipo concluyó que PSO J318.5-22 pertenece a una colección de estrellas jóvenes llamada grupo móvil Beta Pictoris que se formó hace unos 12 millones de años. De hecho, la estrella epónima del grupo, Beta Pictoris, tiene un joven planeta gigante gaseoso en órbita a su alrededor. PSO J318.5-22 tiene una masa incluso menor que el planeta Beta Pictoris y probablemente se formó de una manera diferente.

El artículo de descubrimiento de PSO J318.5-22 está siendo publicado por Astrophysical Journal Letters y está disponible en http://arxiv.org/abs/1310.0457. Los otros autores clave del artículo son Katelyn Allers (Universidad de Bucknell), Trent Dupuy (Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica) y Michael Kotson y Kimberly Aller (Universidad de Hawaii en Manoa).

Fundado en 1967, el Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái en Manoa realiza investigaciones sobre galaxias, cosmología, estrellas, planetas y el sol. Su cuerpo docente y personal también está involucrado en la educación astronómica, misiones en el espacio profundo y en el desarrollo y administración de los observatorios en Haleakala y Mauna Kea. El Instituto opera instalaciones en las islas de Oahu, Maui y Hawai.

Las encuestas Pan-STARRS1 (PS1) han sido posibles gracias a las contribuciones del Instituto de Astronomía, la Universidad de Hawái, la Oficina del Proyecto Pan-STARRS, la Sociedad Max-Planck y sus institutos participantes, el Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg y el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, la Universidad Johns Hopkins, la Universidad de Durham, la Universidad de Edimburgo, la Universidad Queen's de Belfast, el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica, el Observatorio Las Cumbres Global Telescope Network Incorporated, la Universidad Nacional Central de Taiwán, el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio bajo la subvención No. NNX08AR22G emitida a través de la División de Ciencias Planetarias de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, la Fundación Nacional de Ciencias con la subvención No. AST-1238877, la Universidad de Maryland, y Universidad Eotvos Lorand.

El Observatorio Gemini es una colaboración internacional con dos telescopios idénticos de 8 metros. El telescopio Frederick C. Gillett Gemini está ubicado en Mauna Kea, Hawai'i (Gemini North) y el otro telescopio en Cerro Pach & Oacuten en el centro de Chile (Gemini South) juntos, los telescopios gemelos brindan una cobertura total en ambos hemisferios del cielo. Los telescopios incorporan tecnologías que permiten que espejos grandes y relativamente delgados, bajo control activo, recojan y enfoquen tanto la radiación visible como la infrarroja del espacio.

La Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA, un telescopio infrarrojo de 3.0 metros dedicado a la ciencia planetaria, es operado por la Universidad de Hawai bajo el Acuerdo de Cooperación núm. NNX-08AE38A con la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, Dirección de Misión Científica, Programa de Astronomía Planetaria.

Basado en observaciones obtenidas con WIRCam, un proyecto conjunto de CFHT, Taiwán, Corea, Canadá, Francia y el Telescopio Canadá-Francia-Hawai (CFHT) que es operado por el Consejo Nacional de Investigación (NRC) de Canadá, el Instituto Nacional de Sciences de l'Univers del Centre National de la Recherche Scientifique de Francia y la Universidad de Hawaii.


Vida extraterrestre en exoplanetas: la ventaja del clima espacial volátil

Aunque violentas e impredecibles, las llamaradas estelares emitidas por la estrella anfitriona de un planeta no necesariamente evitan que se forme vida, según un nuevo estudio de la Universidad Northwestern.

Emitidas por estrellas, las llamaradas estelares son destellos repentinos de imágenes magnéticas. En la Tierra, las llamaradas solares # 8217 a veces dañan los satélites e interrumpen las comunicaciones por radio. En otras partes del universo, las llamaradas estelares robustas también tienen la capacidad de agotar y destruir los gases atmosféricos, como el ozono. Sin el ozono, los niveles dañinos de radiación ultravioleta (UV) pueden penetrar la atmósfera de un planeta, disminuyendo así sus posibilidades de albergar vida en la superficie.

Al combinar la química atmosférica en 3D y el modelado climático con datos de llamaradas observadas de estrellas distantes, un equipo liderado por el noroeste descubrió que las llamaradas estelares podrían desempeñar un papel importante en la evolución a largo plazo de la atmósfera y la habitabilidad de un planeta.

& # 8220Comparamos la química atmosférica de los planetas que experimentan llamaradas frecuentes con planetas que no experimentan llamaradas. La química atmosférica a largo plazo es muy diferente ", dijo Howard Chen, el primer autor del estudio, de Northwestern". & # 8220Las llamaradas continuas en realidad impulsan la composición atmosférica de un planeta & # 8217 a un nuevo equilibrio químico. & # 8221

"Hemos descubierto que las llamaradas estelares pueden no excluir la existencia de vida", añadió Daniel Horton, autor principal del estudio. & # 8220 En algunos casos, la llamarada no erosiona todo el ozono atmosférico. La vida en la superficie aún podría tener una oportunidad de luchar. & # 8221

El estudio se publicará el 21 de diciembre en la revista Astronomía de la naturaleza. Es un esfuerzo conjunto entre investigadores de Northwestern, la Universidad de Colorado en Boulder, la Universidad de Chicago, el Instituto de Tecnología de Massachusetts y la NASA Nexus for Exoplanet System Science (NExSS).

Horton es profesor asistente de ciencias planetarias y de la Tierra en la Facultad de Artes y Ciencias de Weinberg, Northwestern & # 8217s. Chen es un Ph.D. candidato en Horton & # 8217s Climate Change Research Group y futuro investigador de la NASA.

Importancia de las bengalas

Todas las estrellas, incluido nuestro propio sol, destellan o liberan energía almacenada al azar. Afortunadamente para los terrícolas, el sol y las llamaradas # 8217 suelen tener un impacto mínimo en el planeta.

& # 8220Nuestro sol es más un gigante gentil & # 8221, dijo Allison Youngblood, astrónoma de la Universidad de Colorado y coautora del estudio. & # 8220Es & # 8217 es más viejo y no tan activo como las estrellas más jóvenes y más pequeñas. La Tierra también tiene un fuerte campo magnético, que desvía el sol y los vientos dañinos # 8217. & # 8221

Desafortunadamente, la mayoría de los exoplanetas potencialmente habitables no son tan afortunados. Para que los planetas puedan albergar vida, deben estar lo suficientemente cerca de una estrella como para que su agua no se congele, pero no tan cerca como para que el agua se vaporice.

"Estudiamos planetas que orbitan dentro de las zonas habitables de las estrellas enanas M y K, las estrellas más comunes del universo", dijo Horton. & # 8220 Las zonas habitables alrededor de estas estrellas son más estrechas porque las estrellas son más pequeñas y menos poderosas que estrellas como nuestro sol. Por otro lado, se cree que las estrellas enanas M y K tienen una actividad de llamarada más frecuente que nuestro sol, y es poco probable que sus planetas bloqueados por mareas tengan campos magnéticos que ayuden a desviar sus vientos estelares. & # 8221

Chen y Horton realizaron previamente un estudio de los sistemas estelares enanos M y los promedios climáticos a largo plazo. Sin embargo, las llamaradas ocurren en escalas de tiempo de horas o días. Aunque estas breves escalas de tiempo pueden ser difíciles de simular, incorporar los efectos de las erupciones es importante para formar una imagen más completa de las atmósferas de exoplanetas. Los investigadores lograron esto incorporando datos de destellos de la NASA & # 8217s Transiting Exoplanet Satellite Survey, lanzado en 2018, en sus simulaciones de modelos.

Usando bengalas para detectar vida

Si hay vida en estos exoplanetas enanos M y K, trabajos anteriores plantean la hipótesis de que las llamaradas estelares podrían facilitar su detección. Por ejemplo, las llamaradas estelares pueden aumentar la abundancia de gases indicadores de vida (como dióxido de nitrógeno, óxido nitroso y ácido nítrico) de niveles imperceptibles a detectables.

& # 8220Los fenómenos meteorológicos espaciales suelen verse como un detrimento de la habitabilidad & # 8221, dijo Chen. & # 8220Pero nuestro estudio muestra cuantitativamente que algo del clima espacial en realidad puede ayudarnos a detectar firmas de gases importantes que podrían significar procesos biológicos. & # 8221

Este estudio involucró a investigadores de una amplia gama de antecedentes y experiencia, incluidos científicos del clima, científicos de exoplanetas, astrónomos, teóricos y observadores.

& # 8220Este proyecto fue el resultado de un fantástico esfuerzo colectivo en equipo & # 8221, dijo Eric T. Wolf, científico planetario de CU Boulder y coautor del estudio. & # 8220Nuestro trabajo destaca los beneficios de los esfuerzos interdisciplinarios al investigar las condiciones en los planetas extrasolares. & # 8221

Referencia: & # 8220Persistencia de mundos de zona habitable rocosa de química atmosférica impulsada por llamaradas & # 8221 por Howard Chen, Zhuchang Zhan, Allison Youngblood, Eric T. Wolf, Adina D. Feinstein y Daniel E. Horton, 21 de diciembre de 2020, Astronomía de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41550-020-01264-1

El estudio fue apoyado por el Premio de Investigación para Graduados en Ciencia y Tecnología de la Tierra y el Espacio de la NASA (número 80NSSC19K1523).


Quiero mirar estrellas / planetas y tener menos de $ 80 para gastar. ¿Que deberia comprar? Por favor, no & # x27t diga & cupo nuevo monitor & quot.

Vivo en un país extranjero (no en los EE. UU.), Por lo que necesito especificaciones para un telescopio o un par de binoculares (prefiero los binoculares porque son portátiles). ¿Que recomiendas?

De hecho, todos se beneficiarían de comenzar con Binos imo. Ese enlace debe tener información sobre qué tipo buscar. Obtendría el campo más amplio que pudiera encontrar.

Busque en craigslist y en el mercado de Facebook.

r / telescopes tiene una buena lista recomendada aquí. Suelen ser de gran ayuda con ese tipo de preguntas. Por ese precio, creo que los prismáticos son probablemente tu mejor opción.

Mucha gente simplemente está interesada en algo que les permitirá simplemente ver, digamos, Marte, Júpiter, Saturno y saber con certeza que es lo que están viendo. No les importa tener una imagen de muy alta calidad y no les importa ver una nebulosa, etc.

Hay clases de primaria que, con la orientación de su maestro y alrededor de diez dólares de material, hacen que los telescopios de bricolaje sean adecuados para este propósito, así que no entiendo por qué siempre que alguien pregunta sobre la forma más barata de simplemente Obtenga una especie de vista de nivel de introducción de Marte o Júpiter, las recomendaciones parecen siempre saltar a telescopios o binoculares de $ 100 más dólares.

Es mejor buscar en Google & quot; visualización barata de planetas DIY & quot.

Entonces un buen par de binoculares. Especificación 10x50, que es la mayor ampliación y apertura que puede tener y aún así sujetarlos con la mano, cualquier cosa más grande necesita un trípode. Consiga un par que tenga una buena reseña en un sitio web o revista de astronomía u observación de aves de buena reputación. Las reseñas de Amazon, etc. son inútiles y el marcado de casillas de características le dice poco sobre la calidad.

Editar: e intente comprarlos en persona y revíselos antes de comprarlos. Los prismáticos baratos suelen tener un control de calidad deficiente.

Este verano arreglé mi telescopio desde la infancia. Nada lujoso, cuando se compró costaba alrededor de 60 $. Tienes que hacer todo manualmente, fotografiar cosas es casi imposible y es bastante inestable, ya que tiembla cuando intentas ajustarlo. Pero lo saqué y apunté a Marte, Júpiter y Saturno. Marte era solo una pequeña bola roja, Júpiter era una pequeña bola blanquecina, pero en Saturno podía ver el anillo. Traté de apuntar a una estrella y era solo un punto. Literalmente. No podrá ver ninguna estrella con un telescopio por 80 $. Excepto el sol, por supuesto. Entonces, en mi opinión, si quieres ver la luna y algunos planetas, puedes ir a una juguetería más grande y quizás encuentres una. El que usé tenía zooms de 20x, 70x y 220x (o algo así).

Tldr: Solo compra un telescopio de juguete, pero solo verás alrededor de 4 planetas.


El primer planeta posible abrazando a una estrella enana blanca

Un equipo internacional de astrónomos que utiliza el Satélite de Estudio de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA y el Telescopio Espacial Spitzer retirado ha informado sobre lo que podría ser el primer planeta intacto encontrado orbitando de cerca una enana blanca, el denso sobrante de una estrella similar al Sol, solo un 40% más grande que Tierra.

El objeto del tamaño de Júpiter, llamado WD 1856 b, es aproximadamente siete veces más grande que la enana blanca, llamada WD 1856 + 534. Circula esta ceniza estelar cada 34 horas, más de 60 veces más rápido de lo que Mercurio orbita nuestro Sol.

"WD 1856 b de alguna manera se acercó mucho a su enana blanca y logró mantenerse en una sola pieza", dijo Andrew Vanderburg, profesor asistente de astronomía en la Universidad de Wisconsin-Madison. "El proceso de creación de la enana blanca destruye los planetas cercanos, y cualquier cosa que luego se acerque demasiado suele ser destrozada por la inmensa gravedad de la estrella. Todavía tenemos muchas preguntas sobre cómo llegó WD 1856 b a su ubicación actual sin encontrarse con uno de esos destinos".

Un artículo sobre el sistema, dirigido por Vanderburg y que incluye a varios coautores de la NASA, aparece en la edición del 17 de septiembre de Nature y ahora está disponible en línea.

TESS monitorea grandes franjas del cielo, llamadas sectores, durante casi un mes a la vez. Esta mirada larga permite al satélite encontrar exoplanetas, o mundos más allá de nuestro sistema solar, al capturar los cambios en el brillo estelar que se producen cuando un planeta cruza frente a su estrella o transita por ella.

El satélite detectó WD 1856 b a unos 80 años luz de distancia en la constelación norteña de Draco. Orbita una enana blanca fría y tranquila que tiene aproximadamente 11.000 millas (18.000 kilómetros) de diámetro, puede tener hasta 10 mil millones de años y es un miembro distante de un sistema de estrellas triples.

Cuando una estrella similar al Sol se queda sin combustible, se hincha hasta cientos o miles de veces su tamaño original, formando una estrella gigante roja más fría. Finalmente, expulsa sus capas externas de gas, perdiendo hasta el 80% de su masa. El núcleo caliente restante se convierte en una enana blanca. Cualquier objeto cercano suele ser engullido e incinerado durante este proceso, que en este sistema habría incluido WD 1856 b en su órbita actual. Vanderburg y sus colegas estiman que el posible planeta debe haberse originado al menos 50 veces más lejos de su ubicación actual.

"Sabemos desde hace mucho tiempo que después del nacimiento de las enanas blancas, los objetos pequeños distantes como los asteroides y los cometas pueden dispersarse hacia el interior de estas estrellas. Por lo general, la fuerte gravedad de una enana blanca las separa y se convierte en un disco de escombros. ", dijo el coautor Siyi Xu, astrónomo asistente en el Observatorio internacional Gemini en Hilo, Hawaii, que es un programa del NOIRLab de la Fundación Nacional de Ciencias. "Por eso estaba tan emocionado cuando Andrew me contó sobre este sistema. Hemos visto indicios de que los planetas también podrían dispersarse hacia adentro, pero esta parece ser la primera vez que vemos un planeta que hizo todo el viaje intacto".

El equipo sugiere varios escenarios que podrían haber empujado a WD 1856 b hacia un camino elíptico alrededor de la enana blanca. Esta trayectoria se habría vuelto más circular con el tiempo a medida que la gravedad de la estrella estiraba el objeto, creando enormes mareas que disipaban su energía orbital.

"El caso más probable involucra a varios otros cuerpos del tamaño de Júpiter cercanos a la órbita original de WD 1856 b", dijo la coautora Juliette Becker, becaria 51 Pegasi b en ciencia planetaria en Caltech (Instituto de Tecnología de California) en Pasadena. "La influencia gravitacional de objetos tan grandes podría permitir fácilmente la inestabilidad que necesitarías para empujar un planeta hacia adentro. Pero en este punto, todavía tenemos más teorías que puntos de datos".

Otros posibles escenarios implican el tirón gravitacional gradual de las otras dos estrellas del sistema, las enanas rojas G229-20 A y B, durante miles de millones de años y un sobrevuelo de una estrella rebelde que perturba el sistema. El equipo de Vanderburg cree que estas y otras explicaciones son menos probables porque requieren condiciones finamente ajustadas para lograr los mismos efectos que los posibles planetas gigantes compañeros.

Los objetos del tamaño de Júpiter pueden ocupar una amplia gama de masas, desde planetas solo unas pocas veces más masivas que la Tierra hasta estrellas de baja masa miles de veces la masa de la Tierra. Otras son enanas marrones, que se encuentran a horcajadas en la línea entre el planeta y la estrella. Por lo general, los científicos recurren a las observaciones de velocidad radial para medir la masa de un objeto, lo que puede indicar su composición y naturaleza. Este método funciona mediante el estudio de cómo un objeto en órbita tira de su estrella y altera el color de su luz. Pero en este caso, la enana blanca es tan vieja que su luz se ha vuelto demasiado débil y sin rasgos distintivos para que los científicos detecten cambios notables.

En cambio, el equipo observó el sistema en infrarrojos usando Spitzer, solo unos meses antes de que el telescopio fuera retirado de servicio. Si WD 1856 b fuera una enana marrón o una estrella de baja masa, emitiría su propio brillo infrarrojo. Esto significa que Spitzer registraría un tránsito más brillante que si el objeto fuera un planeta, que bloquearía en lugar de emitir luz. Cuando los investigadores compararon los datos de Spitzer con las observaciones de tránsito de luz visible tomadas con el Gran Telescopio Canarias en las Islas Canarias de España, no vieron diferencias perceptibles. Eso, combinado con la edad de la estrella y otra información sobre el sistema, los llevó a concluir que lo más probable es que WD 1856 b sea un planeta de no más de 14 veces el tamaño de Júpiter. Las investigaciones y observaciones futuras pueden confirmar esta conclusión.

Encontrar un mundo posible que orbita de cerca a una enana blanca llevó a la coautora Lisa Kaltenegger, Vanderburg y otros a considerar las implicaciones para estudiar atmósferas de pequeños mundos rocosos en situaciones similares. Por ejemplo, suponga que un planeta del tamaño de la Tierra se encuentra dentro del rango de distancias orbitales alrededor de WD 1856 donde podría existir agua en su superficie. Usando observaciones simuladas, los investigadores muestran que el próximo telescopio espacial James Webb de la NASA podría detectar agua y dióxido de carbono en el mundo hipotético observando solo cinco tránsitos.

Los resultados de estos cálculos, dirigidos por Kaltenegger y Ryan MacDonald, ambos de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, se han publicado en The Astrophysical Journal Letters y están disponibles en línea.

"Aún más impresionante, Webb podría detectar combinaciones de gases que podrían indicar actividad biológica en un mundo así en tan solo 25 tránsitos", dijo Kaltenegger, director del Instituto Carl Sagan de Cornell. "WD 1856 b sugiere que los planetas pueden sobrevivir a las caóticas historias de las enanas blancas. En las condiciones adecuadas, esos mundos podrían mantener las condiciones favorables para la vida durante más tiempo que la escala de tiempo predicha para la Tierra. Ahora podemos explorar muchas nuevas e intrigantes posibilidades para los mundos que orbitan estos estelares muertos. núcleos ".

Actualmente no hay evidencia que sugiera que hay otros mundos en el sistema, pero es posible que existan planetas adicionales y aún no se hayan detectado. Podrían tener órbitas que excedan el tiempo que TESS observa un sector o estar inclinadas de tal manera que no se produzcan tránsitos. La enana blanca también es tan pequeña que la posibilidad de atrapar tránsitos de planetas más lejanos en el sistema es muy baja.

TESS es una misión del Explorador de Astrofísica de la NASA dirigida y operada por el MIT en Cambridge, Massachusetts, y administrada por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Los socios adicionales incluyen Northrop Grumman, con sede en Falls Church, Virginia, el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California, el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Cambridge, Massachusetts, el Laboratorio Lincoln del MIT y el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore. Más de una docena de universidades, institutos de investigación y observatorios de todo el mundo participan en la misión.

El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el sur de California gestionó la misión Spitzer para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington. Los datos científicos de Spitzer continúan siendo analizados por la comunidad científica a través del archivo de datos de Spitzer, ubicado en el Infrared Science Archive ubicado en el Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) en Caltech. Las operaciones científicas se llevaron a cabo en el Centro de Ciencias Spitzer en Caltech. Las operaciones de la nave espacial se basaron en Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado. Caltech gestiona JPL para la NASA.


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La gravedad es la clave para que los planetas mantengan una atmósfera. Si bien la mayoría de los objetos planetarios contienen una atmósfera, la atmósfera de la Tierra puede sustentar la vida.

Al principio de la formación de la Tierra, nuestra atmósfera era muy diferente. Probablemente estaba compuesto de hidrógeno caliente y helio, ya que eso era lo que rodeaba abundantemente al sol en las primeras etapas del sistema solar. Debido a la alta temperatura de la Tierra joven, este hidrógeno y helio contenían mucha energía cinética y escaparon de la atracción gravitacional de la Tierra al exceder la velocidad de escape de la Tierra.

Una vez que la actividad volcánica comenzó a bombear elementos más pesados ​​sobre la superficie de la Tierra, nuestra atmósfera estuvo dominada por vapor de agua, CO2 y amoníaco. El CO2 procedió a disolverse en los océanos conduciendo al milagro de la vida.

Marte en comparación es solo

15% de la masa de la Tierra, por lo que la gravedad es mucho más débil, lo que dificulta el mantenimiento de una atmósfera que pueda sustentar la vida, pero hay es una atmósfera en Marte sin embargo.

Venus es similar a la Tierra en tamaño y masa, pero debido a la intensa actividad volcánica, la atmósfera está compuesta en gran medida de CO2, lo que provocó un efecto invernadero y la intensa y pesada atmósfera de Venus.

Un planeta como Mercurio esencialmente no tiene atmósfera. Eso lo hace tienen una atmósfera extremadamente delgada, pero la mayoría de las moléculas que podrían formar la atmósfera de Mercurio son arrastradas por los vientos solares y la falta de gravedad del planeta.

Nuestra luna es otro ejemplo de atmósfera extremadamente delgada.

Entonces, los componentes clave de la formación atmosférica son: masa / densidad del planeta (gravedad), que determina la velocidad de escape, la composición de los elementos que posiblemente pueden formar la atmósfera y la temperatura de la atmósfera.


Los astrónomos descubren otros 10 planetas que flotan libremente en la vía láctea

Los astrónomos han encontrado un grupo de planetas que deambulan solos por el espacio interestelar. The discovery of the objects, which do not orbit any star, will help scientists better understand how planetary systems form and evolve.

The 10 free-floating planets are thousands of light years in the direction of the central bulge of the Milky Way, towards the constellation of Sagittarius. Their masses and compositions are thought to be equivalent to Jupiter and Saturn - mainly hydrogen and helium with trace amounts of heavier elements.

"We expect that they were formed around stars and then, during the later stages of planet formation, they get ejected, primarily due to interactions with other planets," said Daniel Bennett, an astronomer at the University of Notre Dame. His team's results were published on Wednesday in Nature.

More than 500 exoplanets have been detected in just over a decade of hunting by scientists and the vast majority of these are gravitationally bound to a star, orbiting it in the way the planets in the solar system orbit the Sun. Free-floating planets have been reported before but only in regions of space where stars are already forming.

The latest discovery shows that free-floating planets exist in large numbers in the emptiest parts of space, with no stars within a distance at least 10 times that between the Sun and the Earth. Bennett estimated that there are around 1.8 times as many of these free-floating Jupiter-sized giant planets as there are stars in the galaxy. "That's a bit more than people had expected," he said.

"Our survey is like a population census – we sampled a portion of the galaxy and, based on these data, can estimate overall numbers in the galaxy," said Bennett. "The survey is not sensitive to planets less massive than Jupiter and Saturn, but theories suggest that lower-mass planets like Earth should be ejected from their stars more often and are thus more common that free-floating Jupiters."

Being alone in cold space and without any source of external energy, it is highly unlikely that the gaseous planets could harbour life. But free-floating Earth-sized planets might be different. "There have been a few papers suggesting that free-floating Earth-sized planets could have habitable surface temperatures," said Bennett. "The reason is that, if they're not that close to a star, they don't have a mechanism to remove the atomic hydrogen from their atmosphere. If you have a high enough density of it, it can be a very effective greenhouse gas."

Scientists have previously suggested that free-floating Earths could have a habitable surface temperature just from the heat produced by the decay of radioactive elements in their interior. "The Earth has that but it's about 10,000 times smaller than the heating from the sun. So you need a very effective greenhouse atmosphere to keep the temperature high," said Bennett.

Bennett's team analysed data from observations of around 60 square degrees of the Milky Way's central bulge, recorded by the 1.8m-wide Microlensing Observations in Astrophysics (Moa) telescope in New Zealand. Microlensing is a technique which takes advantage of the fact that light gets bent as the rays pass close to a massive object such as a star.

According to Albert Einstein's general theory of relativity, the gravity from the mass of a planet warps the space around it, making the area act like like a giant magnifying glass. If this "magnifying glass" passes in front of a star that is already being watched by a telescope on Earth, the star will apparently brighten for a short period of time. The Moa telescope allowed the scientists to monitor the brightness of 50 million stars in the Milky Way every hour for two years.

Bennet's team observed 10 such microlensing events, and the amount of brightening of the stars allowed them to calculate the mass of the planets that were passing by. He said it was possible that some of the planets might end up being found to be in orbit around very distant stars, but such orbits are rare.


Astronomy breakthrough after 'super-habitable' planets discovered

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Mystery ALIEN planets orbit a star brighter than the sun

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Scientists for years have focused their efforts on finding a planet in the so-called "Goldilocks" zone that the Earth finds itself in. Close enough to the Sun to possess adequate liquid water and temperatures to sustain life, far enough away not to burn and smoulder such as planets like Mercury. Since Earth is the only inhabited world known, the planet is usually the focus of studies on habitability.

Tendencias

This has left many other planets, not overly similar to Earth, overlooked.

Scientists, in a new study, have reasoned that these other worlds could offer conditions suitable for life to emerge and evolve - some of which might prove to be "super-habitable", with even better potential for housing life than Earth.

Professor Dirk Schulze-Makuch, an astrobiologist, told Space.com: "We are so over-focused on finding a mirror image of Earth that we may overlook a planet that is even more well-suited for life."

To search for these potentially "super-habitable" planets, researchers sifted through the Kepler Object of Interest Exoplanet Archive, focusing on 4,500 planetary systems that likely possessed rocky planets within their stars' habitable zones.

Astronomy: The study found at least two planets that met some of the requirements (Image: GETTY)

Exoplanets: Exoplanets shown in comparison to the size of the Earth (Image: GETTY)

Instead of exclusively looking at planetary systems with yellow dwarf stars like our Sun, the scientists also looked at orange dwarf stars, which are cooler, dimmer, and less massive than our Sun.

Our Sun has a lifetime of slightly less than 10 billion years, whereas orange dwarfs have lifetimes of 20 billion to 70 billion years.

Researchers have reasoned that, since complex life took around 3.5 billion years to appear on Earth, the longer lifetime of orange dwarfs could give their planets more potential to sprout and develop life, and accrue biodiversity.

In the Milky Way, our galaxy among billions in our universe, orange dwarfs are about 50 percent more frequent than yellow dwarfs.

Galaxies: There are billions of stars in billions of galaxies in billions of universes (Image: GETTY)

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Prof Schulze-Makuc explained: "Our Sun is actually not the best kind of star for hosting a planet with lots of life on it."

An older planet may, researchers suggest, give life more time to evolve without the immediate worry of being consumed by its star.

Earth is about 4.5 billion years old, so the researchers speculated that the sweet spot for life is a planet that is between 5 billion to 8 billion years old.

In all, the scientists identified 24 potentially super-habitable planets.

Biodiversity: Many of the potential planets could host a wealth of biodiversity (Image: GETTY)

Earth: Our planet is located in the 'Goldilocks' region of the solar system (Image: GETTY)

Unfortunately, none of the planets met all the criteria the researchers drew up.

However, one did meet at least two requirements - KOI 5715.01, a planet about 5.5 billion years old and 1.8 to 2.4 times Earth's diameter orbiting an orange dwarf about 2,965 light-years away.

Researchers said that although it might have an average surface temperature about 2.4C degrees cooler than Earth, should the planet have more greenhouse gases than Earth to trap heat, it may prove to be "super-habitable".

This was not Prof Schulze-Makuch's favourite, however: that was found in KOI 5554.01, a world about 6.5 billion years old 0.72 to 1.29 times Earth's diameter orbiting a yellow dwarf about 700 light-years from Earth.

Hubble Telescope: The camera and telescope has been vital to our understanding of the universe (Image: Express Newspapers)

Of this find, he said: "I really liked the average surface temperature &mdash about 27C degrees.

"And it's probably about Earth's size, and a little bit older than Earth."

All 24 of these potentially super-habitable planets are more than 100 light-years from Earth.

This makes them too far for NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) spacecraft to capture high-quality images and therefore learn more about them.

Water: Any exoplanet would need water as it is a necessity for life to survive and grow (Image: GETTY)

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Despite the promising findings, Prof Schulze-Makuch cautioned: "We caution that while we search for super-habitable planets, that doesn't mean that they necessarily contain life.


How Old are the First Planets?

To build a planet you need lots of rubble and that means lots of heavy elements &ndash stuff more massive than atoms of hydrogen and helium. The elemental composition of the collapsing nebula that gave birth to the Sun and the planets of the Solar System included things like iron, silicon and magnesium that form the bulk of rocky planets, and carbon, oxygen, nitrogen, potassium and other such elements that are essential for life.

However, these materials were present in just trace quantities, amounting to no more than two percent of the entire nebula that was otherwise dominated by hydrogen (74 percent) and helium (24 percent). Yet this gaseous cloud was huge it is estimated that it harbored enough heavy elements to build at least thirty planets like Earth.

These heavy elements &ndash &lsquometals&rsquo in astronomer-speak &ndash don&rsquot just materialize out of nothing. They are the products of fusion power within stars, subsequently spewed out across the cosmos on the blast waves of supernovae, lacing the interstellar medium with the raw ingredients for planets. To build up enough of these materials, many stars must first live and die, each one contributing to the evolving chemistry of the Universe, but how much material is really required to build a planet and how quickly did the Universe accrue a sufficient level to do so?

Heavy Metal Planets

Earth was born out of the debris of a protoplanetary disc around a nascent Sun 4.54 billion years ago &ndash a serious chunk of time in anybody&rsquos book. Yet the Universe is 13.7 billion years old &ndash the Solar System has been around for just the last third of cosmic history. Is it possible that rocky planets could have formed around other stars much earlier? Are we the new kids on the block by comparison?

Until recently, we didn&rsquot think so. The prevailing wisdom had been that the magic of stellar alchemy didn&rsquot produce enough useful &ldquostar-stuff&rdquo to build terrestrial worlds until at least six or seven billion years after the Big Bang. Initial studies of exoplanets backed this up, finding worlds around stars with a &ldquometallicity&rdquo (i.e. a heavy element abundance) equal to or greater than our Sun. However, it turns out that the biases that affected our early planet hunting also skewed our understanding of the types of stars that could form planets. Until 2009 and the launch of NASA&rsquos Kepler mission, the vast majority of exoplanets known to exist were gas giants close to their stars, simply because these were the easiest to detect. These planets seemed to prefer higher metallicity stars.

Kepler, however, has changed the way we view exoplanets. Simply by observing so many all at once in its field-of-view, the space telescope is taking an unprecedented census of alien worlds. It has found 2,321 candidate planets to date, over a third of which are smaller, rocky planets (Jupiter-sized gas giants or larger make up just 11 percent, with the rest being Neptune-sized worlds of indeterminate nature), whereas before Kepler you could count the number of rocky exoplanets discovered on one hand. Follow-up studies of their host stars have since revealed a surprising discovery.

&ldquoWe found that the existence of small planets does not depend as strongly on the metallicity of their star as is the case for the larger planets,&rdquo says Lars Buchhave of the Niels Bohr Institute at the University of Copenhagen. Buchhave is lead author of a new study involving a multinational group of astronomers investigating the spectra of 150 stars that play host to 226 candidate planets found by Kepler. Their research was initially presented at the 220th meeting of the American Astronomical Society in Anchorage, Alaska this June, followed by a paper in Naturaleza.

&ldquoAt first glance it appears very counter-intuitive that gas giants should be the ones caring about metallicity and terrestrial planets less so,&rdquo says Anders Johansen of Lund Observatory in Sweden, who was a co-author on the Buchhave paper. Only when you stop to consider how planets are constructed does it begin to make sense. The process of accreting hierarchically from smaller building blocks is termed core accretion, but there has been something of a debate surrounding gas giants like Jupiter. Can they condense straight out of the gas of the solar nebula like a star, or do they need a large seed around which to grow by rapidly gathering gas from the protoplanetary disc in a runaway process?

The preference of gas giants for higher metallicity stars indicates that they formed through core accretion, building up a central rocky core ten times the mass of Earth that could dominate the protoplanetary disc and sweep up much of the gas before it dissipates after around ten million years. In lower metallicity systems there would not be enough heavy elements to build up large cores, leaving only small rocky worlds. As such, Johansen suggests that one way of looking at terrestrial planets is to see them as failed gas giant cores.

Limits to Life

Planetary systems around stars possessing a deficiency in heavy elements might prove to be attractive locales to search for life because, without the presence of gas giants, life might have an easier time of it. Most of the extra-solar gas giants that we have discovered are so-called &lsquohot Jupiters&rsquo located very close to their stars and completing an orbit in just a few days. These planets were not born this close, instead they migrated in-system from their birth orbits. Johansen says that more and more astronomers are coming around to the idea that such migration is forced by the gravitational pull and dynamical friction of the gas, or by close encounters with other planets. These interactions with fellow constituents of the protoplanetary disc removed angular momentum from the planets, often causing them to spiral towards their stars. Any smaller planets unfortunate to be in their way are thrown out of the system by the marauding gas giant.

&ldquoIf a Jupiter-type planet migrates and in the process scatters all the smaller planets away, one should probably look for terrestrial planets elsewhere,&rdquo says Buchhave. Life may have had a more pleasant ride in the early Universe when, thanks to the lower metallicity, there were no gas giants &ndash and the argument that Jupiter-sized planets are needed as a shield against comet impactors no longer holds water either. Life can do without gas giant planets.

If Earth-sized planets do not require stars with high abundances of heavy elements, then that has huge implications, expanding the possible abodes for life throughout both space and time. Consider: galaxies tend to evolve chemically from the inside out, with the highest abundances of heavy elements closer to the galactic center than in the outskirts of the spiral arms. Under the previous paradigm, the outer regions of the spiral arms were effectively the badlands, incapable of building planets or life. Yet when metallicity is no longer such a big issue, the galactic habitable zone &ndash a region where environmental conditions including the metallicity and the rate of supernovae conspire to make habitable planets possible &ndash suddenly widens to encompass much wider swathes of a galaxy.

Now consider that the abundance of heavy elements in the Universe has grown over history. In the past the average metallicity would be quite a bit less. Again, under the previous paradigm this had been assumed to preclude rocky planet formation early in the Universe, but now we know that such planets could have been constructed in environments that contained much poorer levels of heavy elements. This means that planets that could potentially have supported life may have formed eight, ten, maybe even twelve billion years ago.

Surveys do detect a decrease in the number of planet-hosting stars with decreasing metallicity, but this drop is much shallower for terrestrial planets than it is for gas giants. Of course, the presence of some heavy elements during the planet-building phases is required, but the minimum level has not yet been determined.

&ldquoI expect there will be a lower limit,&rdquo says Johansen. &ldquoSimply because below a threshold metallicity there is not enough building material to form Earth-mass planets.&rdquo Clearly, a heavy element abundance a tenth of the Sun&rsquos or less would struggle to build any planets. However, each galaxy evolves differently and there is no way to say for sure when the Milky Way crossed this threshold, although it is likely to have been early in the history of the Universe, for the young cosmos was particularly adept at producing multiple generations of stars in quick succession. Star-formation rates of 4,000 solar masses per year have been measured less than a billion years after the Big Bang, compared to the paltry ten solar masses of gas converted into stars each year in the Milky Way.

&ldquoA typical massive star that exploded and released heavy elements 10 to 12 billion years ago had a metallicity of about a tenth of the Sun,&rdquo adds Johan Fynbo, Professor of Cosmology at the Niels Bohr Institute. &ldquoBut whenever you have a new generation of stars then you start enriching the interstellar gas with heavy elements.&rdquo

The Fermi Paradox

So, rocky planets around more stars, across greater expanses of the Milky Way and going back deeper in time than we had ever dreamt adds more fuel to the fire of the Fermi Paradox. First voiced by the brilliant nuclear physicist Enrico Fermi in 1950, the Fermi Paradox questions why, given all the stars and planets out there coupled with the huge age of the Universe, have no alien civilizations encountered Earth yet? Where are they all?

The problem is made even worse when you consider that the first term in the Drake Equation &ndash Frank Drake’s method for estimating the number of intelligent civilizations in the Galaxy &ndash is the star formation rate, which on average was much higher in the Universe 10 to 13 billion years ago when it seems planets could first begin forming. In the Milky Way today the average annual star formation rate is ten solar masses an order of ten or one hundred greater has the effect of bumping up the product of the equation: the estimated number of civilizations.

One of the favorite counter-arguments to the Fermi Paradox was that the threshold metallicity takes time to build up, resulting in the Sun being one of the first stars at the required level and hence Earth would be one of the first planets with life. Now we see that planets and possibly life could have arisen at practically any point in cosmic history, undermining this counter-argument and once again forcing us to ask, where is everybody? If life did first appear on worlds 12 to13 billion years ago, then intelligent civilizations (if indeed they survived all this time) would now billions of years ahead of us and their concerns may no longer include the happenings on a damp mudball somewhere in the galactic hinterlands. Perhaps civilizations that are many billions of years old instead spend their time siphoning energy from black holes or living inside Dyson Spheres.

There are, however, some twists in the tale. In 2010 researchers at the Max Planck Institute for Astronomy in Heidelberg, Germany, found a gas giant planet around a star so lacking in heavy elements that it must have formed very early in the history of the Universe. To add to the intrigue, the star, known as HIP 13044 and located 2,000 light years away, is part of a stellar stream that is all that remains of a dwarf galaxy that has been cannibalized by the Milky Way. This year, the same researchers found another low metallicity star with two gas giants. Based on its abundance of hydrogen and helium the star, known as HIP 11952, was born 12.8 billion years ago, a mere 900 million years after the Big Bang. Why gas giants have been able to form around these heavy-metal deficient stars is unknown, perhaps hinting at an alternative process for gas planet formation.

On the other hand new results suggest that, in some regions of the Universe at least, gas giants have been able to form all along.

Elemental Abundance

For some faint galaxies in the distant Universe, whose light is too feeble to allow a measurement of their spectra, it is possible to cheat by making use of natural backlights such as highly luminous quasars to probe faint foreground galaxies. When taking advantage of this method to study the chemical composition of a galaxy that existed 12 billion years ago, a team of astronomers including Johan Fynbo made a rather surprising revelation.

&ldquoWe looked at a background quasar whose light was passing through a galaxy in front of it, where the light of the quasar was absorbed,&rdquo says Fynbo. &ldquoThis allowed us to see the absorption lines from oxygen, sulphur, carbon and all the elements that have been synthesized in the galaxy.&rdquo

Twelve billion years ago the chemistry of galaxies should have been fairly primitive, yet in this one particular galaxy Fynbo and his colleagues, who reported on their findings in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, found abundances of heavy elements equivalent to the abundance in the Sun. Such finds at high distances are not unusual in themselves, but they tend to occur within the hearts of quasars, across a very small area of a galaxy. In this instance, however, the quasar light was shining through the disc of the foreground galaxy revealing the solar levels of heavy elements 52,000 light years from the center, right in the outskirts. Even today our own Milky Way isn&rsquot so heavily chemically processed to the edge of its spiral arms, so how did this distant galaxy become so enriched throughout its full extent so quickly?

The best explanation so far is that a starburst &ndash a ferociously rapid bout of star formation &ndash within the inner regions of the galaxy has blown the heavy elements into the galactic outlands. This can be done simply though the gale force stellar winds of radiation emanating from hot, massive stars, or riding on the shock waves of supernovae. Furthermore, the quasar light was reddened by intervening dust in the galaxy. Dust is the most basic building block of planet formation, coming together in conglomerations and clumps that build up into protoplanets. Dust is also a product of the violent bombardment phase endured by young planetary systems and is copiously manufactured in supernovae.

&ldquoIn order to make planets you clearly need metals and that seems to be possible quite far out in a galaxy at a very early time, which is what surprised us,&rdquo says Fynbo. However, such high metallicities enables gas giant planets to also form but, although Lars Buchhave has mentioned what difficulties gas giants can cause for habitable planets, they don&rsquot necessarily have to be a show-stopper and our Solar System with Jupiter and Saturn is not the only exception.

&ldquoIn the Kepler-20 planetary system there are five planets,&rdquo he says, &ldquoThree are Saturn-sized planets and two are terrestrial-sized, with the order being big&ndashsmall&ndashbig&ndashsmall&ndashbig. If the Saturn-mass planets migrated in, how can the small planets be in-between the larger ones?&rsquo

Regardless, one thing is becoming clear: that sufficient raw materials for building terrestrial planets were available very soon after the Big Bang, raising the possibility that there could be life in the Universe far older than we. Perhaps they reside around long-lived red dwarf stars, or have moved on from their home system after their star expired. Or, perhaps, we really are the first, which means that if life has happened just once throughout the entire history of the Universe, our existence must be a fluke and our planet very, very special indeed.