Mali otisak i prigušeno svetlo belih patuljaka, ostataka zvezda koji su progoreli kroz svoje gorivo, mogu biti odlična pozadina za proučavanje planeta sa dovoljno vode za život.
Trik je u uočavanju senke planete na bivšoj zvezdi koja je uvenula do delić svoje veličine i otkrivanju da je to planeta koja čuva svoje vodene okeane milijardama godina čak i nakon što je prebrodila eksplozivne i nasilne poslednje muke zvezde. Nova studija o dinamici sistema belih patuljaka sugeriše da u teoriji neke vodene planete zaista mogu da uđu u nebeske igle neophodne da se sačeka otkriće i bliže ispitivanje.
Astronomi koji proučavaju planete izvan našeg Sunčevog sistema (zvane egzoplanete) u potrazi za potencijalnim znacima života prikupljaju podatke dok te planete prolaze kroz svoju zvezdu – ili prolaze između zvezde i naših teleskopa. Oni koriste svetlost zvezde koja prolazi kroz tanak sloj atmosfere planete da im kaže koji su elementi i molekuli prisutni.
Ogromna zvezda koja vrvi od nuklearne fuzije pune snage može biti neuredna i teška za gledanje. Dakle, pronalaženje planete koja kruži oko manjeg i mekšeg belog patuljka čini manje astronomskog ekvivalenta žmirkanju.
„Beli patuljci su tako mali i tako bezliki, da ako bi zemaljska planeta prolazila ispred njih, zapravo biste mogli mnogo bolje da okarakterišete njenu atmosferu“, kaže profesorka astronomije sa Univerziteta Viskonsin-Medison Džulijet Beker, vodeći autor studije. studija, koja je u pregledu u AAS Journals i predstavljena u Medisonu na 244. sastanku Američkog astronomskog društva. „Atmosfera planete bi imala mnogo veći, jasniji signal jer veći deo svetlosti koji vidite prolazi upravo kroz ono što želite da proučavate.“
Prva velika prepreka za takvu planetu bila bi preživljavanje poslednjih dana (relativno govoreći) male do srednje zvezde. Zato što mogu biti grubi.
Kada zvezdama poput našeg sunca ponestane goriva koje pokreće fuzione reakcije njihovog jezgra, one narastu do ogromne veličine.
„Postoje dva impulsa, u osnovi, tokom kojih zvezda raste do 100 puta svog normalnog radijusa“, kaže Beker. „Dok to radi — ovaj deo možemo nazvati Fazom uništenja br. 1 — progutaće sve planete koje se nalaze unutar tog radijusa.“
Čak i ako planeta koja sadrži vodu izbegne da bude progutana, ona nije izašla iz goruće šume. Izbočeni rast zvezde je praćen gubitkom njene mase i ogromnim porastom njenog sjaja.
„Činjenica da zvezda postaje toliko svetlija znači da će sve planete u sistemu, čak i one koje su nekada bile hladne u spoljašnjem Sunčevom sistemu, iznenada imati drastično povećanje temperature na površini“, kaže Beker. „To može ispariti njihove okeane i koštati ih mnogo vode.“
Dakle, planeta slična Zemlji treba da se nalazi najmanje otprilike 5 do 6 astronomskih jedinica (1 AJ je prosečna udaljenost između Zemlje i našeg Sunca) udaljena od svoje umiruće zvezde da bi zadržala značajnu količinu vode kroz nabujanje zvezde i jedenje planeta i svetlosno bombardovanje, prema novoj studiji.
Ali zatišje posle oluje je još jedna prepreka. Tokom milijardu ili više godina, zvezda koja je nekada divljala će se smanjiti i ohladiti.
„Ako možete da budete dovoljno udaljeni tokom ovog opasnog vremena da ne izgubite površinsku vodu, to je dobro“, kaže Beker. „Ali loša strana je što ćete biti toliko udaljeni od zvezde da će sva voda biti led, a to nije sjajno za život.“
Na kraju, beli patuljak će biti toliko mali i hladan da bi planeta koja dobija dovoljno toplote da ima tečnu vodu morala da bude udaljena više od 1% od 1 astronomske jedinice – veoma daleko od bezbednosne linije od 5 do 6 AU.
Jedan način da se orbita planete toliko pomeri, nazvan plimna migracija, mogao bi da pomogne.
„Promena orbite planete je prilično normalna“, kaže Beker. „U migraciji plime i oseke, neka dinamička nestabilnost između planeta u sistemu dovodi jednu od njih u orbitu visokog ekscentričnosti, poput komete, gde se zamahne stvarno blizu centralnog tela u sistemu, a zatim ponovo daleko napolje.
Te vrste orbita će se smestiti u manje ekscentrične, stabilnije putanje koje bi mogle ostaviti planetu veoma blizu belog patuljka.
„Ako spojite sve ove modele, ono što vidite je da je to opasno putovanje za planetu i da je okeanima teško da prežive ovaj proces, ali je moguće“, kaže Beker, čiji saradnici uključuju Endru Vanderburga, Masačusetski institut Tehnološki astrofizičar koji je nedavno bio profesor na UV-Medisonu i diplomirani student UV-Medison Džozef Livesi.
Više rada na okolnostima potencijalnog uparivanja belih patuljaka i planeta bi pomoglo da se povećaju šanse i da se usmere donošenje odluka kada dođe vreme da se podele ograničeni resursi teleskopa u potrazi za planetama koje bi mogle da podrže život.
„Ako pronađemo puno belih patuljaka koji su dobri kandidati za domaćine potencijalno nastanjivih egzoplaneta, mogli bi da budu vredni vremena“, kaže Beker. „A ove teorijske tehnike će nam pomoći da odvojimo najbolje mete, tako da ne trošimo previše vremena na one nezanimljive.
