För nästan ett halvt sekel sedan föreställde skaparna av Star Wars en livsuppehållande planet, Tatuering, kretsar runt ett par stjärnor. Nu, 44 år senare, forskare har hittat nya bevis för att fem kända system med flera stjärnor, Kepler-34, -35, -38, -64 och -413, är möjliga kandidater för att försörja livet. Ett nyutvecklat matematiskt ramverk gjorde det möjligt för forskare vid New York University Abu Dhabi och University of Washington att visa att dessa system – mellan 2764 och 5933 ljusår från jorden, i stjärnbilderna Lyra och Cygnus – stöder en permanent "Habitable Zone", ett område runt stjärnor där flytande vatten kan finnas kvar på ytan av alla ännu oupptäckta jordliknande planeter. Av dessa system, Kepler-64 är känt för att ha minst fyra stjärnor som kretsar kring varandra i centrum, medan de andra har två stjärnor. Alla är kända för att ha minst en jätteplanet lika stor som Neptunus eller större. Den här studien, publiceras i Gränser inom astronomi och rymdvetenskap , är ett principbevis för att närvaron av jätteplaneter i binära system inte utesluter existensen av potentiellt livsuppehållande världar.

"Livet är med största sannolikhet att utvecklas på planeter som ligger inom deras systems beboeliga zon, precis som jorden. Här undersöker vi om det finns en beboelig zon inom nio kända system med två eller fler stjärnor som kretsar kring jätteplaneter. Vi visar för första gången att Kepler-34, -35, -64, -413 och speciellt Kepler-38 är lämpliga för att ta emot jordliknande världar med hav, " säger motsvarande författare Dr. Nikolaos Georgakarakos, en forskarassistent från Division of Science vid New York University Abu Dhabi.

Den vetenskapliga konsensus är att majoriteten av stjärnorna är värd för planeter. Ända sedan 1992, exoplaneter har upptäckts i en accelererande takt:4375 har bekräftats hittills, av vilka 2662 först upptäcktes av NASA:s rymdteleskop Kepler under dess 2009-2018 uppdrag att undersöka Vintergatan. Ytterligare exoplaneter har hittats av NASA:s TESS-teleskop och uppdrag från andra organ, medan Europeiska rymdorganisationen ska skjuta upp sin rymdfarkost PLATO för att söka efter exoplaneter till 2026.

Tolv av de exoplaneter som Kepler upptäckte är "cirkumbinära", det är, kretsar runt ett nära par stjärnor. Binära system är vanliga, beräknas representera mellan hälften och tre fjärdedelar av alla stjärnsystem. Än så länge, endast gigantiska exoplaneter har upptäckts i binära system, men det är troligt att mindre jordliknande planeter och månar helt enkelt har undgått upptäckt. Gravitationsinteraktioner inom flerstjärniga system, speciellt om de innehåller andra stora kroppar som gigantiska planeter, förväntas göra förhållandena mer fientliga mot livets ursprung och överlevnad:t.ex. planeter kan krascha in i stjärnorna eller fly från omloppsbana, medan de jordliknande exoplaneterna som överlever kommer att utveckla elliptiska banor, upplever kraftiga cykliska förändringar i strålningens intensitet och spektrum.

"Vi har vetat ett tag att binära stjärnsystem utan jätteplaneter har potential att hysa beboeliga världar. Vad vi har visat här är att i en stor del av dessa system kan jordliknande planeter förbli beboeliga även i närvaro av jättelika planeter, " säger medförfattaren Prof Ian Dobbs-Dixon, likaså vid New York University Abu Dhabi.

Georgakarakos et al. här bygger på tidigare forskning för att förutsäga existensen, plats, och omfattningen av den permanenta beboeliga zonen i binära system med gigantiska planeter. De härleder först ekvationer som tar hänsyn till klassen, massa, ljusstyrka, och spektral energifördelning av stjärnorna; den extra gravitationseffekten av den jättelika planeten; excentriciteten (d.v.s. graden av elliptisk omloppsbana), halvstor axel, och perioden för den hypotetiska jordliknande planetens omloppsbana; dynamiken i intensiteten och spektrumet av den stjärnstrålning som faller på dess atmosfär; och dess "klimattröghet", det är, den hastighet med vilken atmosfären reagerar på förändringar i bestrålningen. De tittar sedan på nio kända binära stjärnsystem med gigantiska planeter, allt upptäckts av Kepler-teleskopet, för att avgöra om beboeliga zoner finns i dem och är "tillräckligt tysta" för att hysa potentiellt livsuppehållande världar.

Författarna visar för första gången att det finns permanenta beboeliga zoner i Kepler-34, -35, -38, -64, och -413. Dessa zoner är mellan 0,4-1,5 astronomiska enheter (au) breda och börjar på avstånd mellan 0,6-2 au från dubbelstjärnornas masscentrum.

"I motsats till omfattningen av de beboeliga zonerna i ytterligare två binära system, Kepler-453 och -1661, är ungefär hälften av den förväntade storleken, eftersom de jättelika planeterna i dessa system skulle destabilisera banorna för ytterligare beboeliga världar. Av samma anledning kan Kepler-16 och -1647 inte vara värd för ytterligare beboeliga planeter alls. Självklart, det finns möjligheten att liv existerar utanför den beboeliga zonen eller på månar som kretsar kring själva jätteplaneterna, men det kan vara mindre önskvärt fastigheter för oss, " säger medförfattaren Dr. Siegfried Eggl vid University of Washington.

"Vår bästa kandidat för att vara värd för en värld som är potentiellt beboelig är det binära systemet Kepler-38, cirka 3970 ljusår från jorden, och känd för att innehålla en planet i storleken Neptunus, " säger Georgakarakos.

"Vår studie bekräftar att även binära stjärnsystem med jätteplaneter är heta mål i sökandet efter Jorden 2.0. Se upp Tatooine, vi kommer!"