Poszukiwania życia pozaziemskiego tradycyjnie skupiały się na planetach krążących wokół gwiazd podobnych do naszego Słońca. Jednak sama liczba potencjalnie nadających się do zamieszkania egzoplanet sprawiła, że naukowcy zaczęli się zastanawiać, czy takie planety, na których mogłyby istnieć oceany ciekłej wody, mogą istnieć także w bardziej ekstremalnych warunkach. W najnowszym artykule naukowym, badacze postanowili sprawdzić, czy takie planety mogą istnieć na orbitach wokół białych karłów, czyli pozostałości po gwiazdach podobnych do Słońca.
Aby zrozumieć znaczenie tych badań, należy zrozumieć, czym są białe karły. Gwiazdy, w tym nasze Słońce, generują energię poprzez syntezę jądrową w swoich jądrach. Kiedy gwiazda podobna do Słońca wyczerpie swoje paliwo jądrowe, przechodzi dramatyczną transformację. Najpierw rozszerza się do czerwonego olbrzyma, pochłaniając swoje wewnętrzne planety. Ostatecznie zewnętrzne warstwy czerwonego olbrzyma zostają odrzucone, a po potężnej gwieździe pozostaje jedynie jej gęste jądro rozmiarów Ziemi — biały karzeł.
Chociaż białe karły nie generują już energii w procesie fuzji jądrowej, nadal emitują światło i ciepło, choć na znacznie niższym poziomie niż ich poprzednie ja. Ta resztkowa energia tworzy strefę nadającą się do zamieszkania, obszar wokół gwiazdy, w którym temperatury mogą umożliwić istnienie ciekłej wody na powierzchni planety.
Podróż gwiazdy z fazy ciągu głównego do białego karła stwarza poważne wyzwania dla przetrwania potencjalnie nadających się do zamieszkania planet. Gdy gwiazda rozszerza się do czerwonego olbrzyma, jej intensywne ciepło i promieniowanie prawdopodobnie pozbawiłyby atmosfery i wody wszystkie planety w wewnętrznej części jej układu planetarnego. Do czasu, gdy gwiazda zapadnie się do białego karła, planety te będą odarte z wszystkie i całkowicie jałowe.
W najnowszej pracy badacze sugerują, że planety położone dalej od gwiazdy, początkowo zimne i lodowate „światy hycejskie”, mogą mieć szansę. Mogłyby one potencjalnie stać się nadające się do zamieszkania w fazie białego karła.
Badanie podkreśla dwa kluczowe czynniki, które determinowałyby możliwość zamieszkania takich planet. Po pierwsze, planeta musi zatrzymać znaczną część swojej wody w fazie czerwonego olbrzyma gwiazdy. Jest to bardziej prawdopodobne w przypadku planet położonych dalej od zmieniającej się gwiazdy. W przypadku gwiazdy podobnej do Słońca świat oceaniczny musiałby znajdować się co najmniej trzy razy dalej od Ziemi, aby zatrzymać trochę wody, i około 10 razy dalej od Ziemi (w przybliżeniu orbita Saturna), aby utrzymać ogromne oceany.
Drugim krytycznym czynnikiem jest migracja orbitalna. Po tym, jak gwiazda stanie się białym karłem, planeta znajdująca się w odległości Saturna stałaby się lodowym pustkowiem, daleko poza jakąkolwiek ekosferą. Aby stać się planetą nadającą się do zamieszkania, musiałaby migrować do wewnątrz układu planetarnego w kierunku białego karła. Migracja ta mogłaby zostać wywołana przez interakcje z mgławicą utworzoną w fazie czerwonego olbrzyma lub też poprzez interakcje grawitacyjne z innymi planetami w układzie.
Wąskim gardłem jest tu jednak moment tej migracji. Jeżeli planeta zacznie zbliżać się do białego karła zbyt wcześnie, jej woda może wyparować. Jeśli będzie za bardzo zwlekać, układ może się ustabilizować, uniemożliwiając planecie dotarcie do ekosfery.
Autorzy badania stwierdzają, że podczas gdy większość planet wokół białych karłów straci wodę lub pozostanie zamrożona na skraju układu, nie jest niemożliwe, aby jakaś planeta hycejska zbliżyła się w odpowiednim czasie do białego karła, a tym samym utrzymała wodę i stała się planetą sprzyjającą powstaniu życia.
Chociaż szanse na znalezienie takiej planety są niewielkie, potencjalne korzyści naukowe są znaczące. Badanie atmosfer planet wokół białych karłów jest istotnie łatwiejsze niż w przypadku planet wokół gwiazd ciągu głównego. Warto ich zatem poszukać.
Źródło: arXiv