Водні планети на орбітах білих карликів добре підходять для пошуку життя

Вчені вивчають можливості існування життя у системах білих карликів. Вони вважають, що схожі на Землю водні планети можуть пережити смерть червоного гіганта і пізніше мігрувати ближче до світила під дією припливних сил.

Планета в системі білого карлика
Планета в системі білого карлика. Джерело: phys.org

Пошук життя у системах білих карликів

Невеликий розмір і мала світимість білих карликів, об’єктів, що залишаються після того, як зоря випалить усе своє ядерне паливо і мине стадію червоного гіганта, створюють чудові умови для пошуку життя. На їхніх орбітах дуже легко знайти багаті на рідку воду і схожі на Землю планети.

Хитрість полягає в тому, щоб помітити тінь планети на тлі колишньої зорі, яка змарніла до частинки свого розміру, і виявити, що це планета, яка зберегла свої водні океани протягом мільярдів років, навіть після того, як зоря пережила стадію червоного гіганта і скинула свою оболонку. Нове дослідження динаміки систем білих карликів припускає, що там справді можна знайти такі світи.

Астрономи, які досліджують планети за межами Сонячної системи на предмет потенційних ознак життя, збирають дані, поки ці планети пролітають повз свою зорю або проходять між зорею і нашими телескопами. Коли світло останньої проходить крізь атмосферу чужого світу, там з’являються спектральні лінії речовин, які утворюють цю газову оболонку.

Великі зорі зазвичай мають бурхливі й дуже забруднені різними домішками атмосфери. Через це «виловити» спектрографом «планетарні» спектральні лінії в їхньому випадку не так легко, як здається. А от чисте, спокійне і слабке світло білих карликів підходить для цього якнайкраще.

Як вижити планеті після загибелі материнської зорі?

Хоча виявити землеподібні планети на орбітах білих карликів достатньо легко, існують серйозні сумніви щодо того, що вони взагалі можуть там бути. Річ у тім, що саме минуле цих світил робить збереження рідкої води на поверхні зір дуже складним.

Першою серйозною перешкодою для такої планети буде пережити останні дні життя зорі малого або середнього розміру. Коли на них закінчується паливо, що підтримує термоядерні реакції в ядрі, їхні зовнішні шари починають роздуватися.

Під час цього процесу температура на поверхні планет починає стрімко зростати. Ті з них, що раніше були цілком землеподібними, перетворюються на вогняне пекло. Придатними до життя стають ті, що до того були крижаними кулями.

Згідно з новим дослідженням, планета, схожа на Землю, має перебувати на відстані щонайменше 5–6 астрономічних одиниць від своєї зорі, що помирає, щоб зберегти значну кількість води під час її перетворення на червоний гігант, поїдання внутрішніх світів і пов’язані з цим ефекти. Проте навіть після того, як увесь цей апокаліпсис закінчиться, вода на планеті продовжить зазнавати випробувань. Адже протягом наступного мільярда або й більше років колись бурхлива зоря стискатиметься й охолоджуватиметься.

Зрештою, білий карлик стане настільки малим і холодним, що планета, яка отримує достатньо тепла, щоб мати рідку воду, повинна буде розташовуватись на відстані не більше 1% від 1 астрономічної одиниці. І їй доведеться якось туди потрапити з орбіти діаметром у 5–6 а.о.

Припливна міграція планети

Одним зі способів зменшення діаметра орбіти планети в таких великих масштабах є так звана припливна міграція. Певна динамічна нестабільність між планетами в системі призводить до того, що одна з них переходить на високоцентричну орбіту, як комета, і то наближається до центрального тіла системи, то знову віддаляється від нього.

Подальша робота над обставинами співіснування потенційних пар білих карликів і планет допоможе підвищити шанси та спрямувати процес ухвалення рішень, коли настане час розподіляти обмежені ресурси телескопів на пошук планет, які можуть підтримувати життя.