|
Водяные планеты вращаются вокруг мертвых звезд
|
|
|
|
Небольшие размеры и тусклый свет белых карликов, остатков звезд, у которых выработалось топливо, могут стать отличным фоном для изучения планет с достаточным количеством воды, чтобы на них могла существовать жизнь. Фокус в том, чтобы увидеть тень планеты на фоне бывшей звезды, которая уменьшилась до незначительных размеров, и обнаружить, что эта планета сохраняла свои водные океаны в течение миллиардов лет, даже после того, как пережила взрывную и жестокую предсмертную агонию звезды. Новое исследование динамики систем белых карликов предполагает, что теоретически некоторые водянистые планеты действительно могут быть "воткнуты" в небесные иглы, необходимые для их обнаружения и более тщательного изучения. Астрономы, изучающие планеты за пределами нашей Солнечной системы (называемые экзопланетами) в поисках потенциальных признаков жизни, собирают данные, пока эти планеты проходят транзитом через свою звезду — или проходят между звездой и нашими телескопами. Они используют свет от звезды, который проходит через тонкий слой атмосферы планеты, чтобы определить, какие элементы и молекулы присутствуют на ней.
|
|
|
|
Огромная звезда, бурлящая от мощного ядерного синтеза, может быть беспорядочной, и на нее трудно смотреть. Таким образом, обнаружение планеты, вращающейся вокруг меньшего по размеру и более мягкого белого карлика, приводит к меньшему астрономическому эквиваленту прищуривания. "Белые карлики настолько малы и невыразительны, что если бы перед ними пролетела планета земной группы, вы могли бы гораздо лучше охарактеризовать ее атмосферу", – говорит профессор астрономии Университета Висконсин-Мэдисон Джульетта Беккер, ведущий автор исследования, которое находится на рассмотрении в журналах AAS и была представлена в Мэдисоне на 244-м заседании Американского астрономического общества. "В атмосфере планеты сигнал был бы гораздо более четким, потому что большая часть света, который вы видите, проходит именно через то, что вы хотите изучить". Первым серьезным препятствием для такой планеты было бы пережить последние дни (условно говоря) жизни звезды малого или среднего размера. Потому что они могут быть тяжелыми.
|
|
|
Когда у звезд, подобных нашему Солнцу, заканчивается топливо, обеспечивающее термоядерные реакции в их ядре, они вырастают до огромных размеров. "По сути, существует два импульса, в течение которых звезда увеличивается в 100 раз по сравнению со своим нормальным радиусом", - говорит Беккер. "Пока она это делает — мы можем назвать это фазой частичного разрушения № 1 — она поглотит все планеты, находящиеся в пределах этого радиуса". Даже если планета, скрывающаяся под водой, избежит поглощения, это не значит, что она окажется вне пылающего леса. Увеличение звезды в объеме сопровождается потерей массы и резким скачком ее яркости. "Тот факт, что звезда становится намного ярче, означает, что на всех планетах в системе, даже на тех, которые раньше были холодными во внешней части Солнечной системы, температура поверхности внезапно резко повысится", - говорит Беккер. "Это может привести к испарению океанов и потере большого количества воды".
|
|
|
|
Таким образом, планета, подобная Земле, должна находиться на расстоянии, по крайней мере, примерно 5-6 астрономических единиц (1 а.е. - среднее расстояние между Землей и нашим Солнцем) от своей умирающей звезды, чтобы сохранить значительное количество воды в результате разбухания звезды, поедания планеты и световой бомбардировки, согласно новое исследование. Но затишье после бури - это еще одно препятствие. В течение миллиарда или более лет некогда бушующая звезда уменьшится в размерах и остынет. "Если вы можете находиться достаточно далеко в это опасное время, чтобы не потерять воду на поверхности, это хорошо", - говорит Беккер. "Но недостатком является то, что вы окажетесь так далеко от звезды, что вся вода превратится в лед, а это не очень хорошо для жизни". В конце концов, белый карлик станет настолько маленьким и холодным, что планета, получающая достаточно тепла, чтобы иметь жидкую воду, должна находиться на расстоянии примерно 1% от 1 астрономической единицы — очень далеко от безопасной границы в 5-6 астрономических единиц. Один из способов такого сильного смещения орбиты планеты, называемый приливной миграцией, мог бы помочь.
|
|
|
|
"Изменение орбиты планеты - вполне нормальное явление", - говорит Беккер. "При приливной миграции некоторая динамическая нестабильность между планетами в системе выводит одну из них на орбиту с высоким эксцентриситетом, как у кометы, где она пролетает очень близко к центральному телу системы, а затем снова удаляется". Такие орбиты станут менее эксцентричными и более стабильными, что может привести к тому, что планета окажется очень близко к белому карлику. "Если вы объедините все эти модели, то увидите, что это опасное путешествие для планеты и океанам трудно пережить этот процесс, но это возможно", - говорит Беккер, в число сотрудников которого входит Эндрю Вандербург, астрофизик из Массачусетского технологического института, который недавно был профессором Калифорнийского университета в Мэдисоне, и аспирант Калифорнийского университета в Мэдисоне Джозеф Ливси. Дальнейшая работа над обстоятельствами потенциального сочетания белых карликов и планет поможет повысить шансы и будет способствовать принятию решений, когда придет время использовать ограниченные ресурсы телескопа для поиска планет, которые могли бы поддерживать жизнь. "Если мы найдем много белых карликов, которые являются хорошими кандидатами на роль потенциально обитаемых экзопланет, возможно, на них стоит потратить время", - говорит Беккер. - И эти теоретические методы помогут нам выделить наилучшие цели, чтобы мы не тратили слишком много времени на неинтересные".
|
|
|
|
Источник
|
