|
Экзопланеты у белых карликов могут поддерживать жизнь
|
|
|
|
Кэлдон Уайт из Флоридского технологического института уже два года занимается длительным исследованием Вселенной, чтобы получить степень доктора философии в области космических наук. Получив степень бакалавра в области астробиологии в 2023 году, он увлекся белыми карликами — остывающими остатками звезд с низкой массой (например, нашего Солнца), которые исчерпали свой источник ядерного топлива, - и вероятностью сохранения жизни на их орбитах.
|
|
|
|
В течение многих лет исследователи полагали, что динамическое понижение температуры белых карликов делает их атмосферы слишком нестабильными для жизни. Однако, по мере того как космический телескоп Джеймса Уэбба начинает фиксировать белые карлики с экзопланетами на их орбитах, звезды поздней стадии развития привлекают внимание исследователей, ищущих жизнь.
|
|
|
|
С помощью консультантов Манасви Лингама (Manasvi Lingam) и Луиса Генри Кирога-Нуньеса (Luis Henry Quiroga-Nunez) Уайт разработал модель, оценивающую, будут ли два процесса - фотосинтез и абиогенез, управляемый ультрафиолетовым излучением (UV), получать достаточное количество энергии в обитаемой зоне белого карлика.
|
|
|
|
Его модель показала, что белые карлики могут стимулировать оба процесса одновременно. Открытие этого потенциального сходства с Землей может изменить траекторию поиска жизни во Вселенной.
|
|
|
|
|
|
|
Кульминацией результатов Уайта стала его статья "Возможность существования и обнаружения жизни на планетах земного типа, вращающихся вокруг белых карликов", опубликованная в журнале Astrophysical Journal Letters. Соавторами являются Лингам и Кирога-Нуньес, а также Паола Пинилья из лаборатории космических исследований Малларда в Университетском колледже Лондона.
|
|
|
|
Ученые ранее установили границы этих пригодных для жизни зон, которые представляют собой области, расположенные вокруг звезды, где вращающаяся планета может получать достаточно энергии для потенциального поддержания жидкой воды на своей поверхности — необходимого условия для жизни.
|
|
|
|
Мы знаем, что на Земле существует фотосинтез, и ученые пришли к выводу, что абиогенез, обусловленный ультрафиолетовым излучением, - концепция, согласно которой ультрафиолетовое излучение может способствовать возникновению жизни из неживой материи, — является вероятной теорией происхождения жизни на Земле.
|
|
|
|
"Зоны Златовласки", как их описывает НАСА, создают условия, которые не являются ни слишком жаркими, ни слишком холодными для жизни — они, как сказано в "сказке", "в самый раз".
|
|
|
|
Земля, например, вращается вокруг Солнца на расстоянии, достаточном для поддержания воды в жидком виде. Если бы Земля была слишком далеко, вода замерзла бы; если бы Земля была слишком близко, вода испарилась бы. Обитаемые зоны расширяются, когда звезды излучают больше энергии, и сужаются, когда этот источник энергии уменьшается.
|
|
|
|
Белые карлики уникальны тем, что их температура непостоянна, объяснил Уайт. Поскольку у звезд поздней стадии развития больше нет источника топлива, они проводят остаток своей жизни, охлаждаясь. Их энергетические показатели непостоянны, а зоны, пригодные для жизни, постоянно сужаются.
|
|
|
|
Уайт хотел проверить жизнеспособность, исследуя, может ли энергия звезды поддерживать фотосинтез или абиогенез, обусловленный ультрафиолетовым излучением, в течение примерно 7 миллиардов лет, которые, по оценкам ученых, являются максимальным сроком пригодности для жизни планеты земного типа в этой зоне.
|
|
|
|
Для этого он разработал модель, которая имитировала планету, похожую на Землю, вращающуюся вокруг белого карлика. Он смоделировал вращение планеты, похожей на Землю, по мере расширения зоны обитания, отметив, сколько энергии она получала от остывающей звезды с течением времени.
|
|
|
|
Уайт обнаружил, что в течение этого 7-миллиардного периода, пригодного для жизни, смоделированная планета получала достаточно энергии, чтобы поддерживать оба процесса - редкое совпадение, подобное земному, сказал он.
|
|
|
|
"Это не совсем обычное явление для большинства звезд", - сказал Уайт. "Что-то вроде [нашего] Солнца, конечно, может обеспечить достаточное количество энергии, но коричневые и красные карлики, меньшие по размеру, чем солнце, на самом деле не обеспечивают энергией как в ультрафиолетовом, так и в фотосинтетическом диапазоне".
|
|
|
|
Выводы Уайта могут помочь ученым принимать реальные решения о будущих космических исследованиях. Например, приступая к поиску звездных систем, которые могли бы поддерживать фотосинтез, астрономы теперь могут знать, что белые карлики создают потенциально жизнеспособную среду для некоторых планет, благодаря исследованиям Уайта.
|
|
|
|
"Мы даем им уверенность в том, что эти звездные системы стоят того, чтобы вкладывать в них время и деньги", - сказал он.
|
|
|
|
Эта статья - всего лишь первый этап докторских исследований Уайта, и она служит прочной основой для дальнейших исследований. Затем он планирует понаблюдать за существующими белыми карликами с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба; он уже занимается их поиском вблизи нашего Солнца.
|
|
|
|
Если Уайту удастся найти белого карлика, который соответствует модели из его статьи, он начнет поиск планеты на его орбите. Он будет использовать данные наблюдений, собранные в ходе этого процесса, для корректировки своей модели и определения перспективных звездных систем.
|
|
|
|
Хотя он не уверен, что сможет обнаружить планету, ему не терпится внести свой вклад в поиски жизни.
|
|
|
|
"Даже если мы не обнаруживаем ничего положительного, важен простой сбор достоверных результатов, будь то возможность сказать: "возможно, это не лучшие объекты для изучения", или найти какой-то намек или зацепку", - сказал Уайт. "Любые результаты будут иметь значение".
|
|
|
|
Источник
|
