Białe karły celem poszukiwaczy życia na egzoplanetach

0

Rozwój technologiczny umożliwia nam bezpośrednią obserwację planet pozasłonecznych a także określenie stanu ich atmosfery. To szansa dla egzobiologii, ponieważ istnieje prawdopodobieństwo wykrycia biomarkerów w powietrzu odległych światów.

Według wcześniejszych hipotez, to przy gwiazdach ciągu głównego znajdują się systemy planetarne odpowiednie do podtrzymania znanego nam życia. Założenie to opiera się na kilku przesłankach:

  • na przykładzie naszego Układu Słonecznego,
  • względnej długowieczności gwiazd ciągu głównego,
  • ich stabilności (rozumianej jako akceptowalny, stały poziom promieniowania),
  • możliwości istnienia ekosfery znacznie oddalanej od gwiazdy macierzystej (nie występuje niebezpieczeństwo grawitacyjnego uwięzienia planety).

Pojawiają się jednak inne koncepcje, gdzie większą rolę odgrywają gwiazdy mniej masywne niż nasze Słońce – czerwone karły (także należące do ciągu głównego) – oraz białe karły, będące zdegenerowanymi gwiazdami o niewielkich masach i promieniach.

{module [346]}

To właśnie tym obiektom i możliwościom zaobserwowania życia na planetach krążących wokół nich poświęcono artykuł Detecting bio-markers in habitable-zone earths transiting white dwarfs. Autorzy tekstu: Abraham Loeb i Dan Maoz, czynią kilka założeń (na podstawie danych obserwacyjnych) wskazujących na prawdopodobieństwo istnienia planet podobnych do Ziemi (posiadających biosferę) przy białych karłach.

  1. Białe karły powstają z gwiazd ciągu głównego po stadium czerwonego olbrzyma (to także czeka nasze Słońce). Jako olbrzymy, znacznie zwiększają swój promień i planety krążące w ekosferach „młodych” gwiazd zostają wypalone. Skąd, w takim razie, planety krążące w ekosferach białych karłów? Podczerwone, spektroskopowe obserwacje dokonane przez teleskop Spitzera gwiazdy centralnej Mgławicy Ślimak ujawniły obecność chmury pyłowej, orbitującej wokół gwiazdy. Podobną chmurę wykryto przy młodym białym karle G29-38. Z takich fragmentów może powstać planeta – białe karły są długowieczne i stygną bardzo powoli, więc nie musi się to dziać szybko. (Skala czasu mierzona w miliardach lat).
  2. Chmury pyłu wskazują na częste zderzenia komet. Zakładając, że w ekosferze białego karła znajdowała się jałowa i gorąca planeta, pozbawiona wody przez wcześniejszą interakcję z czerwonym olbrzymem, można przyjąć, że może zostać ona nawodniona właśnie przez komety.
  3. Białe karły są stosunkowo stabilne (bardzo powoli stygną). Czas na powstanie planet, a także życia, może być liczony w miliardach lat.

Wyznaczenie biomarkerów w atmosferach planet obiegających białe karły jest łatwiejsze i dokładniejsze niż w przypadku innych gwiazd ze względu na ich średnicę, niewiele większą niż średnica Ziemi. Wykorzystując metodę tranzytów (planeta przysłania swoją gwiazdę macierzystą) można odkryć jakie związki chemiczne i molekuły znajdują się w atmosferze planety (za pomocą linii absorpcyjnych – porównuje się wartości dla „czystego” światła gwiazdy macierzystej i „zanieczyszczonego” światła przez przysłaniającą planetę i jej atmosferę). Jeśli planeta o zbliżonej średnicy do białego karła przysłania jego tarczę, mamy możliwość dokładnej obserwacji tego obiektu i poszukiwania odpowiednich „prążków” w liniach absorpcyjnych.

Jakich biomarkerów szukać? Autorzy proponują głównie tlen, którego duże stężenie w atmosferze wskazuje na występowanie na powierzchni planety jego producentów (na Ziemi są nimi rośliny). Mniejsze stężenia tlenu i ozonu mogą być związane z występowaniem lodu lub ciekłej wody na planecie (tak jak na Europie, księżycu Jowisza), dlatego astrobiologów interesuje jedynie duża zawartość tlenu.

Według autorów jeden na pięćset białych karłów posiada planetę ziemiopodobną w swojej ekosferze. Czas pokaże czy mieli rację i czy na takich planetach może występować życie. Odpowiednia ku temu technologia już działa lub jest w fazie produkcji.

Źródło: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

{module [526]}

Share.

Comments are closed.