Ten artykuł został pierwotnie opublikowany pod adresem Rozmowa. Publikacja przyczyniła się do artykułu do Space.com Głosy ekspertów: Op-Ed & Insights.
Słońce kiedyś umrze. Stanie się to, gdy zabraknie paliwa wodorowego w swoim rdzeniu i nie będzie już w stanie wytwarzać energii poprzez fuzję nuklearną Tak jak teraz. Śmierć Słońca jest często uważana za koniec Układ słoneczny. Ale w rzeczywistości może to być początek nowej fazy życia dla wszystkich obiektów żyjących w Układzie Słonecznym.
Kiedy gwiazdy jak słońce umierają, przechodzą fazę szybkiego ekspansji zwanej Czerwony gigant Faza: promień gwiazdy staje się większy, a jej kolor staje się bardziej czerwony. Gdy grawitacja na powierzchni gwiazdy nie jest już wystarczająco silna, aby utrzymać jej zewnętrzne warstwy, duża ułamek – do około połowy – masy ucieka w kosmos, pozostawiając resztkę zwaną biały karłowca.
Jestem Profesor astronomii na University of Wisconsin-Madison. W 2020 roku moi koledzy i ja odkrył pierwszą nienaruszoną planetę krążą wokół białego karła. Od tego czasu zafascynowały mnie perspektywa życia na planach wokół nich, maleńkie, gęste białe krasnoludy.
Naukowcy szukają oznak życia we wszechświecie, czekając, aż planeta przejdzie między gwiazdą a linią wzroku ich teleskopu. Ze światłem od gwiazdy oświetlającej planetę od tyłu, mogą użyć prostych zasad fizyki do ustalenia Rodzaje cząsteczek obecnych w atmosferze planety.
W 2020 r. Naukowcy zdali sobie sprawę Mogliby użyć tej techniki do planet krążących z białymi karłami. Jeśli taka planeta miała cząsteczki stworzone przez żywe organizmy w swojej atmosferze, James Webb Space Telescope Prawdopodobnie byłby w stanie je dostrzec, gdy planeta przeszła przed gwiazdą.
W czerwcu 2025 r. I opublikował artykuł Odpowiadając na pytanie, które po raz pierwszy zaczęło mnie niepokoić w 2021 r.: czy ocean – prawdopodobnie musiałby utrzymać życie – nawet przetrwać na planecie krążącej blisko martwej gwiazdy?
Wszechświat pełen białych karłów
A Biały Krasnolud ma około połowy masy słońca, ale masa ta jest ściśnięta w objętości mniej więcej wielkości ziemi, a jej elektrony wciśnięte tak blisko siebie, jak pozwalają prawa fizyki. Słońce ma promień 109 razy wielkość ziemi – ta różnica wielkości oznacza, że Ziemia planeta Kroczenie białego karła może być mniej więcej tego samego rozmiaru co sama gwiazda.
Białe karły są niezwykle powszechne: szacowane 10 miliardów z nich istnieją w naszej galaktyce. A ponieważ każda gwiazda o niskiej masie ma ostatecznie stać się białym krasnoludem, niezliczona liczba jeszcze nie utworzyła się. Jeśli okaże się, że życie może istnieć na planetach krążących białych karłach, te gwiezdne pozostałości mogą stać się obiecujące i obfite cele w poszukiwaniu życia poza Ziemią.
Ale czy życie może w ogóle istnieć na planecie krążącej z białego karła? Astronomowie mają Znany od 2011 roku To strefa mieszkalna jest bardzo blisko białego karła. Strefa ta jest lokalizacją w układzie planetarnym, w którym płynna woda może istnieć na powierzchni planety. Nie może być zbyt blisko gwiazdy, że woda gotuje, ani tak daleko, że zamarzła.
Byłaby strefa mieszkalna wokół białego karła 10 do 100 razy bliżej Do białego karła niż nasza własna strefa zamieszkająca jest dla naszego słońca, ponieważ białe karłacze są o wiele słabsze.
Wyzwanie ogrzewania pływowego
Bycie tak blisko powierzchni białego karła przyniosłoby nowe wyzwania dla powstającego życia, z którymi nie napotykają się bardziej odległe planety, podobnie jak Ziemia. Jednym z nich jest ogrzewanie pływowe.
Siły pływowe – Różnice w sił grawitacyjnych, które sprzeciwiają się w przestrzeni, wywierają na różne części pobliskiego drugiego obiektu – odkształcić planetę, a tarcie powoduje, że materiał deformowany materiał jest deformowany. Przykład tego można zobaczyć na Księżyc Jowisza io.
Siły grawitacji wywierane przez inne księżyce Jowisza szarpią na orbicie IO, odkształcając jej wnętrze i podgrzewając je, powodując, że setki wulkanów nieustannie wybuchały na jego powierzchni. W rezultacie na IO nie może istnieć żadna woda powierzchniowa, ponieważ jej powierzchnia jest zbyt gorąca.
Natomiast przylegający Księżyc Europa podlega również ogrzewaniu pływów, ale w mniejszym stopniu, ponieważ jest ono dalej od Jowisza. Ciepło wytwarzane z sił pływowych spowodowało częściowe stopienie się lodowej skorupy Europy, co spowodowało Ocean podpowierzchniowy.
Planety w strefa mieszkalna białego karła miałoby orbity wystarczająco blisko gwiazdy, aby doświadczyć ogrzewania pływowego, podobnie jak IO i Europa są podgrzewane z bliskości Jowisza.
Ta bliskość może stanowić wyzwanie dla zamieszkania. Jeśli system ma więcej niż jedną planetę, siły pływowe z pobliskich planet mogą spowodować, że atmosfera planety zatrzymuje ciepło, aż stanie się cieplejsza i gorętsza, sprawiając, że planeta jest zbyt gorąco mieć płynną wodę.
Trwając czerwoną gigantyczną fazę
Nawet jeśli w systemie jest tylko jedna planeta, może nie zachować wody.
W trakcie stania się białym krasnoludem gwiazda rozszerzy się do 10 do 100 -krotności pierwotnego promienia podczas Czerwony gigant faza. W tym czasie wszystko w tym rozszerzonym promieniu zostanie pochłonięte i zniszczone. W naszym własnym Układzie Słonecznym, RtęćW Wenus i Ziemia zostanie zniszczona, gdy słońce w końcu stanie się czerwonym gigantem Przejście w biały karłow.
Aby planeta przetrwała ten proces, musiałby zacząć znacznie dalej od gwiazdy – być może w odległości Jowisza, a nawet nie tylko.
Jeśli planeta zacznie się tak daleko, musiałaby migrować do wewnątrz po utworzeniu białego karła, aby stać się mieszkalnym. Pokazują symulacje komputerowe To Ten rodzaj migracji jest możliwyale proces może spowodować Ekstremalne ogrzewanie pływowe Może to zagotować wodę powierzchniową – podobnie jak w przypadku wulkanizmu ogrzewania pływowego. Jeśli migracja generuje wystarczającą ilość ciepła, planetę może stracić całą wodę powierzchniową, zanim ostatecznie osiągnie orbitę nadlegającą do zamieszkania.
Jednakże, Jeśli migracja nastąpi wystarczająco późno W życiu białego karła – po ochłodzeniu się i nie jest już gorącym, jasnym, nowo uformowanym białym karłowcem – wtedy woda powierzchniowa nie może odparować.
W odpowiednich warunkach planety krążące krążące białe krasnoludy mogą utrzymać płynną wodę i potencjalnie wspierać życie.
Wyszukaj życie na planetach krążących białych krasnoludów
Astronomowie nie znaleźli jeszcze żadnych egzoplanet podobnych do Ziemi wokół białych karłów. Ale te planety są trudne do wykrycia.
Tradycyjne metody wykrywania, takie jak Technika tranzytowa są mniej skuteczne, ponieważ białe karłki są znacznie mniejsze niż typowe gwiazdy hostingowe planety. W technice tranzytowej astronomowie patrzą na zanurzenie w świetle, które występują, gdy planeta przechodzi przed gwiazdą gospodarza z naszej linii wzroku. Ponieważ białe krasnoludy są tak małe, musiałbyś mieć szczęście, że planeta przechodzi przed jedną.
Niemniej jednak, Badacze badają nowe strategie wykryć i scharakteryzować te nieuchwytne światy za pomocą zaawansowanych teleskopów, takich jak Teleskop Webb.
Jeśli okaże się, że planety mieszkalne istnieją wokół białych karłów, znacznie poszerzyłoby to zakres środowisk, w których życie może się utrzymywać, co pokazuje, że systemy planetarne mogą pozostać żywicami życiowymi nawet po śmierci gwiazdy gospodarza.
Ten artykuł jest opublikowany z Rozmowa na licencji Creative Commons. Przeczytaj Oryginalny artykuł.
