Чи виживе наша Земля після вибуху Сонця: астрономи шукають приклади в інших системах

Смерть зорі

Такі зорі, як Сонце, мають обмежений термін життя, який закінчується серією катаклізмів. Приблизно через п'ять мільярдів років Сонце вичерпає водневе паливо, що призведе до стиснення його ядра і підвищення температури.

Це спричинить термоядерний синтез у зовнішніх шарах, внаслідок чого Сонце роздується до червоного гіганта. Під час цієї фази Сонце, що розширюється, ймовірно, поглине Меркурій, Венеру і, можливо, Землю.

Доля зовнішніх планет

У той час як внутрішнім планетам загрожує знищення, ті, що перебувають на відстані, яка в п'ять-шість разів перевищує відстань Землі від Сонця, можуть отримати достатньо тепла від вмираючої зірки, щоб розтопити лід, що потенційно створить поверхневі океани та умови, сприятливі для життя.

У нашій Сонячній системі цей сценарій може бути застосований до крижаних супутників Юпітера – Європи та Ганімеда.

Однак це вікно придатності для життя є дуже вузьким. Якщо ці планети або супутники перебувають надто близько, їхня вода випаровується. Оптимальна зона придатності для життя зміщується назовні в міру розширення зорі.

Поява білих карликів

Після фази червоного гіганта зоря скидає свої зовнішні шари, залишаючи після себе щільне ядро, відоме як білий карлик. Білі карлики, попри те, що спочатку вони гарячі і світні, неймовірно малі – приблизно з Землю – і їхня теплова потужність обмежена.

Щоб планета залишалася достатньо теплою для існування рідкої води, вона повинна обертатися на орбіті дуже близько до білого карлика, приблизно на відстані 1 496 689,92 кілометра, що становить близько 1% відстані від Землі до Сонця.

Будь-які найближчі планети були б знищені під час розширення зірки, а далекі крижані тіла, які зараз розтанули, були б занадто далеко, щоб залишатися теплими. Виникає питання: як ці планети можуть мігрувати до нової придатної для життя зони навколо білого карлика?

Джульєтта Беккер з Університету Вісконсін-Медісон, виступаючи на 244-му засіданні Американського астрономічного товариства, висвітлила механізм приливної міграції. Цей процес включає динамічну нестабільність, яка штовхає планету на дуже ексцентричну, схожу на кометну орбіту, наближаючи її до білого карлика. З часом гравітаційні сили циркулюють по цій орбіті, утримуючи планету на стабільній, придатній для життя відстані.

Виявлення планет, придатних для життя

Виявлення цих планет передбачає спостереження транзитів – коли планета проходить перед своєю зіркою з нашого погляду. Хоча білі карлики не відомі численними екзопланетами, космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) нещодавно виявив двох потенційних кандидатів. Однак жодна з цих планет не проходить через свій білий карлик, що ускладнює прямі спостереження.

Якщо планета пройде повз білий карлик, астрономи зможуть використати транзитну спектроскопію для аналізу атмосфери планети. Цей метод, який вимірює поглинання зоряного світла атмосферою планети, може виявити наявність води. Через малий розмір і безликість білих карликів цей метод може бути більш ефективним, ніж у випадку зі звичайними зірками.

Хоча вода сама по собі не гарантує життя, можливість того, що раніше заморожені світи навколо білих карликів стануть придатними для життя, відкриває нові горизонти для астробіології. Ці світи можуть стати прикладом життя після зоряної смерті, надихаючи на нові дослідження.