Kırmızı cüce sistemlerinin yaşanabilirliği
Araştırma > Gelgit etkileri

Kırmızı cüce yıldızların etrafındaki gezegenlerin yüzeylerinde sıvı halde su bulunması için muhafaza etmeleri gereken yakın yörünge mesafelerinde, ev sahibi yıldıza gelgit kilitlenmesi muhtemeldir. Gelgit kilitlenmesi, gezegenin yıldız etrafında her dönüşünde bir kez kendi ekseni etrafında dönmesine neden olur. Sonuç olarak, gezegenin bir tarafı ebediyen yıldıza bakarken diğer tarafı sürekli olarak uzağa bakacak ve büyük aşırı sıcaklıklar yaratacaktır.
Uzun yıllar boyunca bu tür gezegenlerde yaşamın, yıldızın her zaman ufukta veya ufka yakın göründüğü, terminatör olarak bilinen halka benzeri bir bölgeyle sınırlı olacağına inanılmıştır. [Ayrıca, gezegenin kenarları arasında etkili ısı transferinin, fotosenteze izin vermeyecek kadar kalın bir atmosferin atmosferik dolaşımını gerektirdiğine inanılıyordu. Diferansiyel ısınma nedeniyle, gelgitle kilitlenmiş bir gezegenin doğrudan yerel yıldıza bakan noktada, güneş altı noktasında şiddetli rüzgarlar ve kalıcı sağanak yağmurlar yaşayacağı iddia edildi. Bir yazarın görüşüne göre bu, karmaşık yaşamı olanaksız kılıyor. Bitki yaşamı, örneğin toprağa güvenli bir şekilde demirleyerek ve kırılmayan uzun esnek yaprakları filizlendirerek, sürekli fırtınaya uyum sağlamak zorunda kalacaktır. Çağrılar veya kokularla sinyal vermek, gezegen çapındaki fırtınanın uğultusu arasında zor olacağından, hayvanlar kızılötesi görüşe güveneceklerdi. Bununla birlikte, su altı yaşamı şiddetli rüzgarlardan ve alevlerden korunacak ve geniş siyah fotosentetik plankton ve alg patlamaları deniz yaşamını destekleyebilir.
NASA'nın Kaliforniya'daki Ames Araştırma Merkezi'nden Robert Haberle ve Manoj Joshi tarafından 1997 yılında yapılan çalışmalar, yaşam için daha önceki kasvetli tablonun aksine, bir gezegenin atmosferinin (sera gazları CO2 ve H2O içerdiği varsayıldığında), yıldızın ısısının gece tarafına etkili bir şekilde taşınması için sadece 100 milibar veya Dünya atmosferinin %10'u kadar olması gerektiğini göstermiştir ki bu rakam fotosentezin sınırları içindedir. İki yıl sonra Greenwich Community College'dan Martin Heath tarafından yapılan araştırma, okyanus havzalarının gece tarafındaki buz örtüsünün altında serbest akışa izin verecek kadar derin olması halinde deniz suyunun da donmadan etkili bir şekilde dolaşabileceğini göstermiştir. Buna ek olarak, 2010 yılında yapılan bir çalışma, yıldızlarına gelgitle kilitlenmiş Dünya benzeri su dünyalarının gece tarafında hala 240 K (-33 °C) üzerinde sıcaklıklara sahip olacağı sonucuna varmıştır. 2013 yılında inşa edilen iklim modelleri, gelgitle kilitlenmiş gezegenlerdeki bulut oluşumunun, gündüz ve gece tarafı arasındaki sıcaklık farkını en aza indireceğini ve kırmızı cüce gezegenler için yaşanabilirlik olasılıklarını büyük ölçüde iyileştireceğini gösteriyor. Fotosentetik olarak aktif radyasyon miktarının değerlendirilmesi de dahil olmak üzere daha fazla araştırma, kırmızı cüce sistemlerindeki gelgit kilitli gezegenlerin en azından daha yüksek bitkiler için yaşanabilir olabileceğini öne sürdü.
Kalıcı bir gündüz tarafının ve gece tarafının varlığı, kırmızı cücelerin etrafındaki yaşam için tek potansiyel engel değildir. Güneş kütlesinin %30'undan daha az olan kırmızı cücelerin yaşanabilir bölgesindeki gezegenlerin yaşadığı gelgit ısınması, onların "pişmesine" ve "gelgit Venüsleri" haline gelmesine neden olabilir. M cücelerinin yörüngesinde dönen 150'den fazla gezegenin eksantrikliği ölçüldü ve bu ötegezegenlerin üçte ikisinin aşırı gelgit kuvvetlerine maruz kaldığı ve gelgit ısınmasının ürettiği yoğun ısı nedeniyle onları yaşanmaz hale getirdiği bulundu.
Kırmızı cücelerin yaşanabilirliğinin önündeki diğer engellerle birleştiğinde, bu, diğer yıldız türlerine kıyasla bildiğimiz gibi birçok kırmızı cücenin yaşama ev sahipliği yapma olasılığını çok düşük hale getirebilir. Birçok kırmızı cücenin çevresinde yaşanabilir gezegenler için bile yeterli su olmayabilir; Bu gezegenlerde, özellikle Dünya büyüklüğündekilerde bulunan çok az su, gezegenin soğuk gece tarafında bulunabilir. Gelgit Venüsleri üzerine daha önceki çalışmaların tahminlerinin aksine, bu "tutulmuş su", kontrolden çıkmış sera etkilerini savuşturmaya ve kırmızı cüce sistemlerinin yaşanabilirliğini geliştirmeye yardımcı olabilir.
Yaşanabilir bir bölge içindeki gaz devlerinin uyduları bu sorunun üstesinden gelebilir, çünkü yıldızlarına değil ana gezegenlerine gelgitsel olarak kilitlenecek ve böylece bir gece-gündüz döngüsü yaşayacaklardır. Aynı ilke çift gezegenler için de geçerli olup, bunlar da muhtemelen birbirlerine gelgitsel olarak kilitlenmiş olacaklardır.
Ancak gelgit kilitlenmesinin ne kadar hızlı gerçekleştiğinin bir gezegenin okyanuslarına ve hatta atmosferine bağlı olabileceğini ve gelgit kilitlenmesinin birçok Gyrs sonra bile gerçekleşemeyeceği anlamına gelebileceğini unutmayın. Ayrıca, gelgit kilitlenmesi gelgit sönümlemesinin tek olası son durumu değildir. Örneğin Merkür'ün gelgit kilitlenmesi için yeterli zamanı olmuştur, ancak 3:2 spin yörünge rezonansındadır.