Белые карлики могут пригреть тысячи экзопланет
Все найденные за последние годы экзопланеты вращаются вокруг горячих звезд. Но ученые считают, что жизнь поискать можно и рядом со звездными трупами.
Ученые, уже второй десяток лет успешно открывающие новые экзопланеты, привыкли их искать рядом со звездами, в которых протекают ядерные реакции. В зависимости от типа звезд астрономы могут судить, находится та или иная планета в так называемой обитаемой зоне или нет. В этом условном диапазоне орбит должно быть не настолько жарко, чтобы вода испарялась, и не настолько холодно, чтобы она пребывала в вечно замерзшем состоянии.
В своей работе астроном из Университета штата Вашингтон Эрик Эйджол показал, что искать новые и, возможно, обитаемые миры стоит не только под боком у звезд. По подсчетам ученых, белые карлики, ставшие продуктом эволюции не очень тяжелых звезд, встречаются во Вселенной никак не реже, чем звезды типа Солнца. Напомним, что солнцеподобные звезды в конце своей жизни исчерпывают запасы водорода в ядре, и он начинает гореть во внешних слоях. На этой стадии звезда расширяется и становится красным гигантом. Затем внешние слои разлетаются, и сметают все планеты, которые оставались к тому времени на расстоянии до 1 астрономической единицы.
Еле светит и еле греет
После этого на месте звезды остается тусклый сверхплотный объект – белый карлик -- массой 0.4-0,9 масс Солнца и размером с Землю. Температура типичного карлика составляет 5000°С. Поскольку ядерные реакции на этих объектах не протекают, они обречены влачить жалкое существование, остывая примерно три миллиарда лет. Эйджол показал, что образовавшиеся белые карлики могут «пригреть» планеты, на которых ни жарко, ни холодно. Во-первых, уцелевшие в катаклизме планеты могут мигрировать к карлику. Во-вторых, из остатков разлетевшегося вещества могут родиться новые планеты. Как бы то ни было, обитаемая зона вокруг белых карликов довольно близка: она простирается от 700 тыс. до 3 млн километров от него. Это более, чем в сто раз ближе орбиты Земли и даже ближе орбиты Меркурия.
«С такой планеты звезда будет казаться чуть больше нашего Солнца и чуть более оранжевой. Но она будет очень, очень похожа на Солнце», -- пояснил автор.
На границе света и тьмы
На таком расстоянии приливные силы должны синхронизировать орбитальное и собственное вращение планет, установив на одной стороне вечный день, на другой – вечную ночь. Из-за огромной массы белых карликов (по сути это звезды, упакованные в объем Земли) вращаться такие планеты должны с бешеной скоростью. Период собственного вращения у них равен орбитальному и составляет порядка земных суток. Районы, наиболее пригодные для жизни, там могут находиться на границе дня и ночи.
Такая конфигурация упрощает обнаружение планет рядом с белыми карликами уже отработанным методом транзитов. Во-первых сам карлик тускл, и заметить затмевающую его планету становится проще. Кроме того, если планета облетает карлика быстро, то ждать его затмения придется недолго. По оценкам ученого, 32 часов наблюдений за карликом достаточно, чтобы узнать, обладает ли он потенциально обитаемой планетой. Эйджол предложил исследовать 20 тысяч известных белых карликов роботизированной сетью наземных телескопов до 1 метра в диаметре. «Это может занять много времени, даже с использованием такой сети», -- добавил Эйджол.