Överlevnadsmöjligheter för vattenvärldar kring vita dvärgar: nytt hopp för att studera liv i rymden
StockholmVattenrika planeter som kretsar kring döda stjärnor kan hjälpa oss att studera liv, om de kan överleva tillräckligt länge. Vita dvärgar, som är stjärnor som har förbrukat sitt bränsle, kan vara bra för denna forskning. Deras svaga ljus och lilla storlek gör det enklare att hitta planeter med vatten runt dem.
Astronomer undersöker tecken på liv på exoplaneter genom att studera hur ljus passerar genom deras atmosfärer under transiteringar. De analyserar detta ljus för att identifiera olika element och molekyler. Större stjärnor, som aktivt genomgår kärnfusion, kan försvåra denna process. Däremot är vita dvärgar lättare att studera eftersom de ger en enklare bakgrund.
Juliette Becker, astronomiprofessor vid University of Wisconsin-Madison, ledde en studie på vita dvärgstjärnsystem. Forskningen visar att vattenrika planeter kan överleva stjärnornas sista våldsamma faser. Dessa resultat presenterades vid det 244:e mötet i American Astronomical Society och granskas nu av AAS Journals.
Centrala utmaningar för sådana planeter innefattar:
Att överleva stjärnans expansion, som kan öka till 100 gånger dess normala radie; att undkomma att slukas under detta stadium; att motstå en enorm ljusökning som kan förånga deras oceaner.
När större stjärnor har förbrukat sitt bränsle, expanderar de och kan sluka närliggande planeter. Denna process är oftast skadlig. För att behålla sitt vatten måste planeter vara minst 5 till 6 astronomiska enheter (AU) bort. En AU motsvarar det genomsnittliga avståndet från Jorden till Solen.
Om en planet inte förstörs, kvarstår ändå problem. Stjärnan förlorar massa och blir ljusare, vilket kan göra planeter mycket heta. Denna värme kan få havsvatten att avdunsta. Planeter som tidigare var kalla och långt borta kan bli betydligt varmare.
När en stjärna blir en vit dvärg, kyls den ner. Planeter som ligger långt ifrån den kommer att ha fruset vatten, vilket gör liv omöjligt. För att en planet ska kunna bli beboelig igen, behöver den förflyttas mycket närmare den vita dvärgen, till ungefär 1% av 1 AU.
En planet kan förflytta sig till en närmare omloppsbana genom tidvattenmigration. Under denna process förändras planetens omloppsbana på grund av dynamisk instabilitet. Planeten rör sig först i en elliptisk bana innan den slutligen befinner sig närmare den vita dvärgen.
Dessa modeller visar att det är svårt men möjligt för en planet att överleva. Becker samarbetade med astrofysikern Andrew Vanderburg från MIT och forskarstuderande Joseph Livesey från UW-Madison.
Fler studier krävs för att förbättra dessa modeller och styra teleskopobservationer. Upptäckten av vita dvärgar med potentiellt beboeliga exoplaneter kan bidra till att prioritera värdefull teleskoptid. Becker påpekar att använda teoretiska metoder kan hjälpa till att fokusera på de mest lovande målen och undvika att slösa tid på mindre lovande alternativ.
Dela den här artikeln