В настоящее время мы нашли 867 различных экзопланет, но нам еще предстоит точно определить, питает ли один из них жизнь. Хотя во Вселенной относительно много кислорода, его нахождение в атмосфере далекой планеты может указывать на его пригодность для жизни, поскольку его присутствие - в больших количествах - сигнализирует о вероятном присутствии жизни.
Но где искать в первую очередь? Новое исследование показало, что мы могли бы обнаружить кислород в атмосфере обитаемой планеты, вращающейся вокруг белого карлика - звезды, которая находится в процессе умирания - гораздо легче, чем для планеты, подобной Земле, вращающейся вокруг звезды, подобной Солнцу.
«В поисках внеземных биологических сигнатур первыми звездами, которые мы изучаем, должны быть белые карлики», - говорит Ави Леб, теоретик Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) и директор Института теории и вычислений.
Леб и его коллега Дэн Маоз из Тель-Авивского университета считают, что опрос 500 ближайших белых карликов может обнаружить одну или несколько обитаемых Земель.
Белый карлик - это то, чем становятся звезды, подобные Солнцу, после того, как они исчерпали свое ядерное топливо. Он отрывает свои внешние слои, оставляя горячее ядро, которое может быть размером с Землю. Со временем он медленно охлаждается и затухает, но может сохранять тепло достаточно долго, чтобы нагревать близлежащий мир в течение миллиардов лет.
В настоящее время большинство планет, которые мы обнаружили на орбите вблизи их родительской звезды, поскольку астрономы находят планеты, использующие астрометрию, благодаря гравитационному влиянию, которое планета оказывает на звезду, вызывая ее незначительное колебание. Массивные планеты вблизи звезды оказывают наибольшее влияние и поэтому их легче всего обнаружить.
Используя фотометрию, астрономы видят падение количества света, излучаемого звездой, когда планета проходит перед звездой. Поскольку белый карлик примерно того же размера, что и Земля, планета размером с Землю заблокирует большую часть своего света и создаст очевидный сигнал. Фотометрия, или транзитный метод, доказала лучший способ найти экзопланеты.
Белый карлик намного меньше и слабее Солнца, и планета должна была бы быть намного ближе, чтобы ее можно было обитать с жидкой водой на ее поверхности, чтобы сделать планеты вокруг звезды белого карлика более легкими для обнаружения. Обитаемая планета будет кружить вокруг белого карлика каждые 10 часов на расстоянии около миллиона миль.
Что еще более важно, мы можем только изучить атмосферы транзитных планет. Когда свет белого карлика проходит сквозь воздушное кольцо, окружающее силуэт планеты, атмосфера поглощает некоторый звездный свет. Это оставляет химические отпечатки пальцев, показывающие, содержит ли этот воздух пары воды или даже признаки жизни, такие как кислород.
Но есть одна оговорка: прежде чем звезда станет белым карликом, она разрастается в красного гиганта, поглощая и уничтожая любые близлежащие планеты. Следовательно, планета должна прибыть в обитаемую зону после того, как звезда превратилась в белого карлика. Либо он будет мигрировать к звезде с более отдаленной орбиты, либо будет новой планетой, образованной из остатков пыли и газа.
Однако нам еще предстоит найти экзопланету вокруг белого карлика, хотя Леб и Моаз говорят, что обилие тяжелых элементов на поверхности белых карликов предполагает, что значительная часть из них имеет каменистые планеты.
Нам нужен лучший глаз в небе, чтобы найти планеты вокруг белых карликов, говорят Леб и Маоз, и космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), запуск которого запланирован на конец этого десятилетия, обещает вынюхивать газы этих инопланетных миров. ,
Леб и Маоз создали синтетический спектр, повторяя то, что увидит JWST, если изучит обитаемую планету, вращающуюся вокруг белого карлика. Они обнаружили, что и кислород, и водяной пар могут быть обнаружены всего за несколько часов общего времени наблюдения.
«JWST дает наилучшую надежду найти обитаемую планету в ближайшем будущем», - сказал Маоз.
Недавние исследования астрономов CfA Кортни Дрессинг и Дэвида Шарбонно показали, что ближайшая обитаемая планета, вероятно, будет вращаться вокруг красной карликовой звезды (крутой звезды с низкой массой, подвергающейся ядерному синтезу). Поскольку красный карлик, хотя и меньше и слабее Солнца, намного крупнее и ярче белого карлика, его яркий свет подавлял бы слабый сигнал от атмосферы на орбите планеты. JWST должен был наблюдать сотни часов транзитов, чтобы надеяться проанализировать состав атмосферы.
«Хотя ближайшая обитаемая планета могла бы вращаться вокруг звезды красного карлика, самая близкая, которую мы можем легко доказать, может быть жизнеспособной, может вращаться вокруг белого карлика», - сказал Леб.
Прочитайте их статью здесь.
Источник: CfA
