Выживет ли наша Земля после взрыва Солнца: астрономы ищут примеры в других системах

Смерть звезды

Такие звезды, как Солнце, имеют ограниченный срок жизни, который заканчивается серией катаклизмов. Примерно через пять миллиардов лет Солнце исчерпает водородное топливо, что приведет к сжатию его ядра и повышению температуры.

Смотрите также Как солнечные бури влияют на жизнь планеты и что делать человечеству

Это повлечет термоядерный синтез во внешних слоях, в результате чего Солнце раздуется до красного гиганта. Во время этой фазы Солнце, расширяется, вероятно, поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, Землю.

Судьба внешних планет

В то время как внутренним планетам грозит уничтожение, те, находящиеся на расстоянии, которое в пять-шесть раз превышает расстояние Земли от Солнца, могут получить достаточно тепла от умирающей звезды, чтобы растопить лед, что потенциально создаст поверхностные океаны и условия, благоприятные для жизни.

В нашей Солнечной системе этот сценарий может быть применен к ледяным спутникам Юпитера – Европы и Ганимеда.

Однако это окно пригодности для жизни является очень узким. Если эти планеты или спутники находятся слишком близко, их вода испаряется. Оптимальная зона пригодности для жизни смещается наружу по мере расширения звезды.

Появление белых карликов

После фазы красного гиганта звезда сбрасывает свои внешние слои, оставляя после себя плотное ядро, известное как белый карлик. Белые карлики, несмотря на то, что изначально они горячие и светящиеся, невероятно малы – примерно с Землю – и их тепловая мощность ограничена.

Чтобы планета оставалась достаточно теплой для существования жидкой воды, она должна вращаться на орбите очень близко к белому карлику, примерно на расстоянии 1 496 689,92 километра, что составляет около 1% расстояния от Земли до Солнца.

Любые ближайшие планеты были бы уничтожены во время расширения звезды, а далекие ледяные тела, которые сейчас растаяли, были бы слишком далеко, чтобы оставаться теплыми. Возникает вопрос: как эти планеты могут мигрировать в новую пригодную для жизни зону вокруг белого карлика?

Джульетта Беккер из Университета Висконсин-Мэдисон, выступая на 244-м заседании Американского астрономического общества, осветила механизм приливной миграции. Этот процесс включает динамическую нестабильность, которая толкает планету на очень эксцентричную, похожую на кометную орбиту, приближая ее к белому карлику. Со временем гравитационные силы циркулируют по этой орбите, удерживая планету на стабильном, пригодном для жизни расстоянии.

Обнаружение планет, пригодных для жизни

Обнаружение этих планет предполагает наблюдение транзитов – когда планета проходит перед своей звездой с нашего взгляда. Хотя белые карлики не известны многочисленными экзопланетами, космический телескоп Джеймса Вебба (JWST) недавно обнаружил двух потенциальных кандидатов. Однако ни одна из этих планет не проходит через свой белый карлик, что затрудняет прямые наблюдения.

Если планета пройдет мимо белого карлика, астрономы смогут использовать транзитную спектроскопию для анализа атмосферы планеты. Этот метод, который измеряет поглощение звездного света атмосферой планеты, может выявить наличие воды. Из-за малого размера и безликости белых карликов этот метод может быть более эффективным, чем в случае с обычными звездами.

Смотрите также Это событие будут изучать годами: недавние полярные сияния могут быть самыми масштабными за 500 лет

Хотя вода сама по себе не гарантирует жизни, возможность того, что ранее замороженные миры вокруг белых карликов станут пригодными для жизни, открывает новые горизонты для астробиологии. Эти миры могут стать примером жизни после звездной смерти, вдохновляя на новые исследования.