Свидетельства внеземной жизни могут прийти от умирающих звезд

Даже у умирающих звезд могут быть планеты с жизнью — да что уж говорить, даже возле пульсаров могут быть планеты. Если такие системы с жизнью и существует, мы сможем обнаружить их уже в течение следующего десятилетия. Такой обнадеживающий вердикт пришел в результате теоретического изучения похожих на Землю планет, вращающихся вокруг белых карликов. Исследователи выяснили, что мы могли бы с легкостью обнаружить кислород в атмосфере планеты белого карлика. Гораздо легче, чем искать его на землеподобных планетах, вращающихся вокруг солнцеподобных звезд.

«В поисках внеземных биологических свидетельств жизни первыми звездами должны быть белые карлики», — заявил Ави Лоеб, теоретик из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CFA) и директор Института теории и вычислений.

Когда звезда, подобная Солнцу, умирает, она отбрасывает внешние слои, оставляя себе горячее ядро, которое и называют белым карликом. Обычно белый карлик размером с Землю. Он медленно остывает и затухает со временем, но может оставаться достаточно теплым миллиарды лет.

Так как белый карлик намного меньше и тусклее Солнца, планета должна быть гораздо ближе, чтобы на ее поверхности оставалась жидкая вода и условия, пригодные для жизни. Обитаемая планета будет кружиться вокруг белого карлика, совершая один оборот в 10 часов, на дистанции около полутора миллионов километров.

Перед тем как звезда становится белым карликом, она разбухает в красный гигант, захватывая и уничтожая все ближайшие планеты. Таким образом, планета должна оказаться в обитаемой зоне звезды после взрыва. Планета могла бы сформироваться из оставшейся пыли и газа (иногда в таких условиях формируются очень странные планеты) или мигрировать ближе к звезде с большого расстояния.

Если планеты существуют в обитаемых зонах белых карликов, нам следовало бы их найти, перед тем как изучить. Содержание тяжелых элементов на поверхности белых карликов наводит на мысль о том, что у значительного их числа есть тяжелые скалистые планеты. Лоеб и его коллега Дэн Маоз (Тель-Авив) считают, что обследование ближайших 500 карликов позволит выявить одну или больше пригодных для жизни земель.

Лучший метод по поиску таких планет — это транзитный поиск, поиск звезд, которые затемняются, когда перед ними проходит планета. При размерах белого карлика с Землю, землеподобная планета будет блокировать большую часть света и давать очевидный сигнал.

Что еще более важно, мы можем изучить атмосферы транзитных планет. Когда свет белого карлика пролегает через кольцо воздуха, окружающего силуэтом диск планеты, атмосфера поглощает часть звездного света. В результате появляются химические отпечатки, указывающие, что воздух содержит водяной пар или даже жизненно важный кислород.

Астрономы особо заинтересованы в поиске кислорода, поскольку кислород может постоянно пополняться (как это происходит на Земле) в процессе фотосинтеза при участии растительной жизни. Если бы вся жизнь исчезла с нашей планеты, атмосфера быстро лишилась бы кислорода, который растворился бы в океанах и окислился на поверхности. Таким образом, наличие большого количества кислорода в атмосфере далекой планеты будет свидетельствовать о вероятной жизни там.

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), который должен заработать уже к концу этого десятилетия, обещает «разнюхать» атмосферу далеких миров. Лоеб и Маоз создали искусственный спектр, который JWST увидел бы, если бы нашел обитаемую планету, вращающуюся вокруг белого карлика. Ученые выяснили, что кислород и пары воды можно будет обнаружить лишь спустя несколько часов от общего времени наблюдения.

«JWST станет нашей самой большой надеждой на поиск обитаемых планет в ближайшем будущем», — подчеркивает Маоз.

Последние исследования астрономов Кортни Дрессинг и Дэвида Шарбонне показали, что ближайшая обитаемая планета, скорее всего, находится на орбите красного карлика (холодной маленькой звезды, в которой протекает процесс ядерного синтеза). Поскольку красный карлик, который также меньше и тусклее Солнца, больше и ярче белого карлика, его блики не позволили бы наблюдать за атмосферой находящейся рядом планеты. JWST придется провести сотни часов в наблюдениях, чтобы определить состав атмосферы.

«Хотя ближайшая обитаемая планета может вращаться вокруг красного карлика, вполне возможно, мы найдем жизнь и ближе, на орбите белого карлика», — говорит Лоеб.