Наразі ми знайшли 867 різних екзопланет, але ще не потрібно визначити, чи є одна з цих прихильників життя. Хоча кисень у Всесвіті відносно багатий, знаходження його в атмосфері далекої планети може вказувати на його мешкання, оскільки його наявність - у великих кількостях - сигналізує про ймовірну присутність життя.
Але де шукати спочатку? Нове дослідження виявляє, що ми могли б виявити кисень в атмосфері житлової планети, що обертається навколо білого карлика - зірки, яка вмирає - набагато простіше, ніж для Землі, подібної до планети, що обертається навколо сонця, подібної до Сонця.
"У пошуках позаземних біологічних підписів першими зірками, яких ми вивчаємо, повинні бути білі карлики", - сказав Аві Лоб, теоретик Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики (CfA) та директор Інституту теорії та обчислень.
Лоб і його колега Дан Маоз з Університету Тель-Авів оцінюють, що опитування 500 найближчих білих карликів може виявити одну або кілька мешканців Землі.
Білий карлик - це те, чим стають зірки, як Сонце, після вичерпання ядерного палива. Він відштовхується від своїх зовнішніх шарів, залишаючи після себе гаряче ядро, яке може бути приблизно розміром Землі. Він повільно охолоджується і згасає з часом, але може затримувати тепло досить довго, щоб зігріти сусідній світ протягом мільярдів років.
В даний час більшість планет, яких ми знайшли на орбіті близько до їх материнської зірки, оскільки астрономи знаходять планети, що використовують астрометрію, завдяки гравітаційному впливу планети на зірку, внаслідок чого вона коливається так незначно. Масивні планети, близькі до зірки, мають найбільший ефект, тому їх найлегше виявити.
Використовуючи фотометрію, астрономи бачать занурення кількості світла, яке випускає зірка, коли планета проходить перед зіркою. Оскільки білий карлик приблизно такого ж розміру, що і Земля, планета розміром із Землею заблокувала б велику частину свого світла і створила очевидний сигнал. Фотометрія, або метод транзиту, виявив найкращий спосіб знайти екзопланети.
Білий карлик набагато менший і слабкіший, ніж Сонце, і планета повинна бути набагато ближче, щоб жити з рідкою водою на її поверхні, так що планетам навколо білої карликової зірки буде легше виявити. Жила планета обводить білого карлика раз на 10 годин на відстані близько мільйона миль.
Що ще важливіше, ми можемо вивчати лише атмосфери транзитних планет. Коли світло білого карлика просвічує повітряне кільце, яке оточує силуетний диск планети, атмосфера поглинає деяке зоряне світло. Це залишає хімічні відбитки пальців, які показують, чи містить це повітря водяну пару або навіть життєві сигнали, такі як кисень.
Але є застереження: перш ніж зірка стане білим карликом, вона перетворюється на червоного гіганта, охоплюючи і знищуючи будь-які планети, що знаходяться поблизу. Тому планета повинна була б прибути в житлову зону після того, як зірка перетворилася в білого карлика. Або вона мігруватиме до зірки з більш віддаленої орбіти, або буде новою планетою, утвореною від залишків пилу та газу.
Однак нам ще належить знайти екзопланету навколо білого карлика, хоча Лоб і Моаз кажуть, що велика кількість важких елементів на поверхні білих карликів говорить про те, що значна частина з них має скелясті планети.
Нам потрібен кращий погляд у небі, щоб знайти планети навколо білих карликів, скажімо, Льоб та Маоз, а космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST), запланований до запуску до кінця цього десятиліття, обіцяє винюхати гази цих чужих світів .
Лоб і Маоз створили синтетичний спектр, повторивши те, що побачив би JWST, якби він дослідив придатну для життя планету на орбіті білого карлика. Вони виявили, що і кисень, і водяна пара виявляться лише за кілька годин загального часу спостереження.
"JWST пропонує найкращі надії знайти найближчу майбутню планету", - сказав Маоз.
Недавні дослідження астрономів CfA Courtney Dressing та David Charbonneau показали, що найближча житлова планета, ймовірно, обертається на орбіті червоної карликової зірки (прохолодна зірка низької маси, що зазнає ядерного синтезу). Оскільки червоний карлик, хоча менший і бідніший від Сонця, набагато більший і яскравіший, ніж білий карлик, його відблиски переповнюють слабкий сигнал з атмосфери планети, що обертається. JWST повинен був би спостерігати сотні годин транзитів, щоб мати будь-яку надію проаналізувати склад атмосфери.
"Хоча найближча заселена планета може обертатися навколо червоної зірки карлика, найближча, яку ми можемо легко довести життєдайною, може вийти на орбіту білого карлика", - сказав Леб.
Прочитайте їхній документ тут.
Джерело: CfA
