Жизнь на планетах белых карликов возможна: что выяснили ученые
В поисках внеземной жизни мы обычно ищем планеты, вращающиеся вокруг желтых карликов — звезд, похожих на Солнце. Но есть и другие возможные кандидаты — планеты, вращающиеся вокруг белых карликов, горячих и плотных остатков эволюционировавших звезд.
Белый карлик (White Dwarf) — это то, что остается, когда у звезды, подобной нашему Солнцу, заканчивается топливо и она сбрасывает свои внешние слои. Эти звездные ветераны меньше и тусклее, чем были раньше, и их обитаемая зона (область, где на поверхности планеты может существовать жидкая вода) находится всего в нескольких миллионах километров от звезды, что в астрономических масштабах очень близко. На таком расстоянии от Солнца находится Меркурий.
Хотя известно, что вокруг белых карликов вращаются крупные планеты, ученые ранее считали, что на них не может быть жизни из-за приливных сил. Эти силы увеличиваются, когда находящаяся поблизости планета-компаньон растягивает орбиту пригодного для жизни небесного тела, придавая ей форму эллипса. Это приводит к двум губительным эффектам. Во-первых, климат на планете становится неравномерным — в период удаления от звезды на планете холодно, во время сближения — жарко. Во-вторых, возникают циклические растяжения и сжатия недр планеты, в результате чего выделяется тепло, которое вызывает смертоносный парниковый эффект и делает небесное тело непригодным для жизни. Испарение поверхностных озер, морей и океанов исключит зарождение новой жизни, если ее там еще нет.
Однако с помощью компьютерного моделирования Ева Стафин и Джульетта Беккер (Eva Stafine and Juliette Becker) из Висконсинского университета в Мэдисоне показали, что общая теория относительности Эйнштейна (General Relativity), которая описывает действие гравитации в галактических масштабах и на околосветовых скоростях, может подсказать, как стабилизировать орбиту планеты.
Авторы полагают, что мощное гравитационное поле маленького, но очень плотного и тяжелого белого карлика заставляет орбиту планеты медленно перемещаться в пространстве. Эта сила не дает овалу орбиты стать слишком вытянутым, несмотря на притяжение планет-компаньонов. Благодаря этому стабилизируются сезонные перепады, а приливное нагревание остается незначительным. На поверхности сохраняется жидкая вода, что потенциально делает планету пригодной для жизни.
Исследовательницы провели моделирование с учетом и без учета GR. Результаты подтвердили, что без них большинство планет в зоне обитаемости, имеющие близлежащие планеты-компаньоны, будут перегреваться и станут непригодными для жизни. Однако с учетом фактора гравитационной стабилизации со стороны белого карлика обитаемая зона значительно расширяется.
Результаты показывают, что гравитационное взаимодействие планеты со звездой может выступать в качестве динамического щита в компактных планетарных системах звезд, вышедших за пределы главной последовательности. Эту защитную роль следует учитывать при будущих оценках обитаемости планет вокруг белых карликов. Правда, нужно учитывать и ограниченный срок жизни белого карлика. Если за период нахождения звезды в главной последовательности жизнь на планете не зародилась, например, из-за очень высоких температур, то надежд на ее появления в эпоху белого карлика немного.
Не стоит забывать, что у белого карлика всегда есть шанс попасть в историю Вселенной, взорвавшись в качестве сверхновой типа Ia. При таком развитии событий обитателям его планет можно только посочувствовать.
Тем не менее, выводы ученых предоставляют больше возможностей для поиска обитаемых планет за пределами нашей Солнечной системы. Новое исследование может помочь астрономам определить наиболее перспективные цели для передовых платформ, таких как «Джеймс Уэбб» — самый большой и мощный космический телескоп на сегодняшний день.
О лучших гравитационных линзах, снятых «Джеймсом Уэббом», Hi-Tech Mail накануне рассказал здесь.
