Обитаемая зона после катастрофы: астрономы исследуют возможность жизни у белых карликов
В безмолвной пустоте космоса белые карлики — призраки прошедших эпох — медленно остывают, словно пепел угасших костров. Эти невероятно плотные останки солнцеподобных звезд, сжатые до размеров Земли, но сохранившие массу целого солнца, кажутся последним местом, где стоит искать обитаемые миры. Их свита — это царство теней, мир, переживший катаклизм гибели звезды.
Однако именно здесь, на орбитах этих звездных останков, группа ученых в своем исследовании, принятом к публикации в The Astrophysical Journal, попыталась отыскать следы жидкой воды — основы жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Этот научный поиск бросает вызов традиционным представлениям и заставляет задуматься: может ли жизнь, вопреки всему, найти приют в мертвой системе.
Исследование фокусируется на судьбе планет первого поколения — тех каменистых миров, что сформировались вместе со звездой и сумели пережить все этапы ее бурной эволюции. Когда солнцеподобная звезда исчерпывает свое топливо, она превращается в красного гиганта, раздуваясь и поглощая ближайшие планеты, после чего сбрасывает внешние оболочки, обнажая свое раскаленное ядро — белый карлик. Ученые смоделировали, как такие уцелевшие, но, вероятно, опустошенные планеты могли бы мигрировать ближе к остывающему белому карлику и, что самое важное, сохранить или вновь обрести жидкую воду.
Для этого был проведен комплексный анализ, включающий расчеты эффективной температуры планет для определения смещающейся обитаемой зоны. По мере того как звезда трансформируется из солнцеподобной в белого карлика, зона, где возможна жизнь, кардинально меняет свои границы. Кроме того, ученые оценили масштабы испарения водных запасов под воздействием жесткого излучения и изучили роль гравитационных взаимодействий между планетами — так называемого рассеяния, которое может вытолкнуть мир на новую орбиту.
Результаты исследования рисуют сложную и в целом пессимистичную картину. Оказалось, что для планет земного или марсианского размера шансы удержать воду на близких к белому карлику орбитах крайне призрачны. Расчеты показывают, что уровень радиации на таком расстоянии настолько высок, что приводит к полному испарению океанов. Чтобы выжить, планете потребовались бы изначально колоссальные, невиданные на Земле запасы воды, либо же она должна была бы начать свою миграцию с очень далекой орбиты.
Ключевым фактором выживания океанов, согласно выводам ученых, является время. Если событие гравитационного рассеяния, которое отправляет планету в путешествие к белому карлику, происходит уже после того, как звездный остаток достаточно остынет и его разрушительное рентгеновское и ультрафиолетовое излучение ослабнет, тогда у мира появляется реальный шанс сохранить свои водные ресурсы. Таким образом, судьба воды на такой планете зависит от тонкого баланса между динамикой ее миграции и термической историей белого карлика.
Несмотря на пессимистичные выводы, эта работа знаменует важный сдвиг в астробиологии. Она демонстрирует, что белые карлики, долгое время остававшиеся на периферии поисков жизни, заслуживают внимания как уникальные природные лаборатории. Они представляют собой конечную стадию эволюции звезд, и изучение возможности существования жизни в их окрестностях расширяет границы нашего понимания устойчивости живых систем. Хотя наше Солнце не станет белым карликом еще миллиарды лет, это исследование прокладывает путь для будущих изысканий, которые, возможно, откроют миры, возродившиеся к жизни после космической катастрофы.