10 мільярдів зірок у нашій галактиці можуть мати придатні для життя планети
Нещодавні дослідження астрономів Каліфорнійського університету в Ірвайні демонструють, що на планетах, які обертаються навколо білих карликів, можуть існувати умови, сприятливі для розвитку життя, включаючи поверхневі океани.
Екзопланета WASP-166b, відкрита 2019 року / © science.nasa.gov
Традиційно науковці не розглядали білі карлики як потенційні зони виникнення життя через особливості еволюції зірок. Перед тим як перетворитися на білого карлика, зірка проходить стадію червоного гіганта. Це призводить до руйнування близьких планет. Однак нові комп'ютерні моделі змінюють цю парадигму. За словами Аомави Шилдса, "Наше комп'ютерне моделювання показує, що якщо на їхніх орбітах існують кам'янисті планети, на їхній поверхні життя може розвиватися".
Білі карлики та їх поширеність
Білий карлик формується, коли зірка, подібна до Сонця, скидає зовнішні шари. Її ядро стискається до розміру Землі. При цьому маса залишається приблизно половиною сонячної. У нашій галактиці налічується близько 10 мільярдів білих карликів. Це становить понад 97% усіх зірок, що завершують життєвий цикл.
Космічний телескоп Джеймса Вебба виявив планети-кандидати на орбітах навколо білих карликів.
Це підтверджує можливість виживання планет після бурхливого фіналу еволюції зірки. Наукові дослідження з'ясували, що планети можуть не тільки вижити. Вони також можуть мати умови, придатні для розвитку життя.
Дослідники використали тривимірну кліматичну модель для порівняння двох гіпотетичних планет. Перша оберталася навколо білого карлика з температурою 5000 К. Друга – навколо зірки головної послідовності Kepler-62 з аналогічною температурою. Обидві планети мали океани та атмосфери, подібні до земної.
Особливості кліматичних умов
Планети перебували в приливному захопленні, де одна половина завжди повернута до зірки. Незважаючи на однакову кількість отримуваного світла, клімат цих світів виявився кардинально різним. Основна відмінність полягала у швидкості обертання планет навколо своїх зірок.
Діаграма Герцшпрунга - Рассела для 22 тисяч зірок з каталогу Hipparcos і близько 1000 близьких зірок з каталогу Глізе. Білі карлики - клас VII (внизу).
Планета біля білого карлика здійснює один оберт за 10 годин. Для порівняння, друга планета обертається навколо Kepler-62 за 155 днів.
Швидке обертання створює потужні вітри. Вони ефективно розподіляють тепло між денною та нічною сторонами. "Планета, що обертається навколо білого карлика, обертається так швидко, що в неї ніколи не буде часу наростити стільки ж хмарного покрову на своєму денному боці", – пояснює Шилдс.
Швидке обертання зменшує кількість хмар над денною стороною. Це дозволяє більшій кількості світла досягати поверхні. Температура планети біля білого карлика виявилася на 25°C вищою ніж у планети біля Kepler-62. Крім того, ефективна циркуляція тепла створює сприятливі умови на більшій частині поверхні.
Перспективи виявлення життя
Реальні спостереження підтверджують теоретичні моделі. У 2020 році астрономи виявили планету WD 1856+534 b розміром з Юпітер. Вона обертається навколо білого карлика кожні 34 години. У 2024 році телескоп Вебба знайшов ще двох кандидатів у газові гіганти біля білих карликів.
Наступним кроком має стати пошук кам'янистих планет з атмосферами. Білі карлики мають унікальну перевагу – вони остигають мільярди років. Це забезпечує стабільне джерело світла на тривалий період.
"Зоряне середовище білого карлика, яке колись вважалося негостинним для життя, може відкрити нові можливості для дослідників екзопланет і астробіології", – зазначає Шилдс.
Враховуючи величезну кількість білих карликів у нашій галактиці, навіть невелика частка з придатними для життя планетами становить значну кількість потенційних місць існування життя. Сучасні та майбутні телескопи зможуть досліджувати атмосфери цих планет. Вони шукатимуть біомаркери – хімічні ознаки присутності життя.
Дослідження білих карликів розширює наше розуміння можливих місць існування життя у Всесвіті. Воно демонструє, що навіть згасаючі зірки можуть підтримувати життя. Це відкриває нові перспективи в пошуках позаземних цивілізацій та розширює межі астробіології як науки.
