|
Белые карлики создают долгоживущие обитаемые зоны
|
|
|
|
Новое исследование, проведенное Мануэлем Баррьентосом и его коллегами из Университета Оклахомы, показывает, что от 0,6% до 2,5% белых карликов в окрестностях нашей солнечной системы претерпевают значительные задержки с охлаждением, которые могут расширить пригодные для жизни зоны еще на миллиарды лет. Секрет кроется в элементе, известном как неон-22, который после углерода и кислорода является наиболее распространенным элементом внутри белых карликов.
|
|
|
|
Когда белые карлики содержат по меньшей мере 2,5% неона-22 по массе, они подвергаются процессу, называемому "дистилляцией", поскольку их ядра кристаллизуются. Исследовательская группа обнаружила, что это происходит из-за того, что в твердых кристаллах становится меньше неона-22 по сравнению с окружающей жидкостью, что делает их легче и заставляет подниматься вверх, где они плавятся. Этот астрономический эквивалент лавовой лампы высвобождает огромное количество гравитационной энергии, эффективно приостанавливая охлаждение белого карлика на срок до 10 миллиардов лет.
|
|
|
|
Неон-22 образуется в течение жизни звезды в результате хорошо изученного процесса. На стадии сжигания гелия азот-14 (образующийся в результате цикла CNO) превращается в неон-22. Это означает, что звезды с более высоким исходным содержанием углерода, азота и кислорода (в совокупности называемые "металличностью") производят больше неона-22 в своих потомках - белых карликах.
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы проверить эту теорию, исследовательская группа проанализировала около 4000 звезд из каталога Hypatia, который содержит спектроскопические измерения близлежащих звезд с высоким разрешением в пределах 500 парсеков от Солнца. Используя код звездной эволюции MESA, они смоделировали, сколько неона-22 будет производить каждая звезда в своем остатке белого карлика.
|
|
|
|
Прогнозы команды удивительно согласуются с наблюдениями со спутника Европейского космического агентства Gaia, который обнаружил необычное скопление белых карликов на "Q-ветви" на диаграммах яркости звезд. Около 6% массивных белых карликов, по-видимому, приостановили свое охлаждение на срок до 10 миллиардов лет, создав то, что исследователи называют "космической пробкой". Дополнительным доказательством являются скорости звезд. Звезды в Q-ветви движутся быстрее, чем ожидалось для их видимого возраста, что указывает на то, что на самом деле они намного старше, чем можно предположить по их яркости, что является характерным признаком задержки охлаждения.
|
|
|
|
Возможно, самым интригующим является то, что исследование выявило четкую галактическую структуру. Используя комплексную модель звездного населения Млечного Пути, команда обнаружила, что дистиллированные белые карлики наиболее распространены вблизи центра галактики (7,6% в пределах 2 килопарсек) и неуклонно снижаются к внешнему диску (1,0% на расстоянии 8-10 килопарсек от центра).
|
|
|
|
Этот градиент отражает химический состав нашей галактики; богатые металлами звезды, которые могут производить белые карлики с неоновым излучением, более многочисленны во внутренних областях. Полученные данные свидетельствуют о том, что долгоживущие обитаемые зоны вокруг белых карликов должны быть наиболее распространены во внутренней части Млечного Пути.
|
|
|
|
Это открытие имеет огромное значение для астробиологии. Белые карлики, подвергающиеся перегонке неона, могут поддерживать пригодные для жизни зоны значительно дольше, чем считалось ранее, и эти зоны расположены дальше от звезды, что уменьшает разрушительное воздействие приливных сил на любые вращающиеся планеты.
|
|
|
|
Некоторые исследования выявили подозрительно большое количество массивных белых карликов в окрестностях Солнца, что скорее противоречит новой модели. Команда предполагает, что этот кажущийся переизбыток на самом деле может быть искажением результатов наблюдений, поскольку дистиллированные белые карлики остаются более яркими в течение длительных периодов времени и поэтому преимущественно обнаруживаются при съемках с ограниченной звездной величиной, что приводит к их чрезмерной представленности.
|
|
|
|
Это исследование меняет наше понимание того, где во Вселенной может существовать жизнь. Хотя белые карлики когда-то считались астрономическими тупиками, на самом деле они могут представлять собой одну из самых стабильных и долгосрочных обитаемых сред. Только в нашей галактике насчитываются миллиарды белых карликов, и значительная часть из них потенциально может служить убежищем для этих обширных обитаемых зон. Вселенная может предложить гораздо больше возможностей для жизни, чем мы когда-либо могли себе представить, скрытых на самом видном месте среди наиболее распространенных звездных остатков галактики.
|
|
|
|
Источник
|
