Водные планеты на орбитах белых карликов хорошо подходят для поиска жизни

Ученые изучают возможности существования жизни в системах белых карликов. Они считают, что похожие на Землю водные планеты могут пережить смерть красного гиганта и позже мигрировать ближе к светилу под действием приливных сил.

Планета в системе белого карлика
Планета в системе белого карлика. Источник: phys.org

Поиск жизни в системах белых карликов

Небольшой размер и малая светимость белых карликов, объектов остающихся после того, как звезда выжжет все свое ядерное топливо и минует стадию красного гиганта, создают прекрасные условия для поиска жизни. На их орбитах очень легко найти богатые жидкой водой и похожие на Землю планеты.

Хитрость заключается в том, чтобы заметить тень планеты на фоне бывшей звезды, которая увяла до доли своего размера, и обнаружить, что это планета, которая сохранила свои водные океаны в течение миллиардов лет, даже после того, как звезда пережила стадию красного гиганта и сбросила свою оболочку. Новое исследование динамики систем белых карликов предполагает, что там действительно можно найти такие миры.

Астрономы, которые исследуют планеты за пределами Солнечной системы на предмет потенциальных признаков жизни, собирают данные, пока эти планеты пролетают мимо своей звезды или проходят между звездой и нашими телескопами. Когда свет последней проходит сквозь атмосферу чужого мира, там появляются спектральные линии веществ, которые образуют эту газовую оболочку.

Крупные звезды обычно имеют бурные и очень загрязненные различными примесями атмосферы. Из-за этого «выловить» спектрографом «планетарные» спектральные линии в их случае не так легко, как кажется. А вот чистый, спокойный и слабый свет белых карликов подходит для этого как нельзя лучше.

Как выжить планете после гибели материнской звезды?

Хотя обнаружить землеподобные планеты на орбитах белых карликов достаточно легко, существуют серьезные сомнения относительно того, что они вообще могут там быть. Дело в том, что именно прошлое этих светил делает сохранение жидкой воды на поверхности звезд очень сложным.

Первым серьезным препятствием для такой планеты будет пережить последние дни жизни звезды малого или среднего размера. Когда на них заканчивается топливо, поддерживающее термоядерные реакции в ядре, их внешние слои начинают раздуваться.

Во время этого процесса температура на поверхности планет начинает стремительно расти. Те из них, что раньше были вполне землеподобными, превращаются в огненный ад. Пригодными к жизни становятся те, что до того были ледяными шарами.

Согласно новому исследованию, планета, похожая на Землю, должна находиться на расстоянии не менее 5–6 астрономических единиц от своей умирающей звезды, чтобы сохранить значительное количество воды во время ее превращения в красный гигант, поедания внутренних миров и связанные с этим эффекты. Однако даже после того, как весь этот апокалипсис закончится, вода на планете продолжит проходить испытания. Ведь в течение следующего миллиарда или более лет некогда бурная звезда будет сжиматься и охлаждаться.

В конце концов, белый карлик станет настолько малым и холодным, что планета, которая получает достаточно тепла, чтобы иметь жидкую воду, должна будет находиться на расстоянии не более 1% от 1 астрономической единицы. И ей придется как-то туда попасть с орбиты диаметром в 5–6 а.е.

Приливная миграция планеты

Одним из способов уменьшения диаметра орбиты планеты в таких больших масштабах является так называемая приливная миграция. Определенная динамическая нестабильность между планетами в системе приводит к тому, что одна из них переходит на высокоцентрическую орбиту, как комета, и то приближается к центральному телу системы, то снова удаляется от него.

Дальнейшая работа над обстоятельствами сосуществования потенциальных пар белых карликов и планет поможет повысить шансы и направить процесс принятия решений, когда придет время распределять ограниченные ресурсы телескопов на поиск планет, которые могут поддерживать жизнь.