Na planetach wokół białych karłów mogło powstać życie?

Według wcześniejszych hipotez, to przy gwiazdach ciągu głównego znajdują się systemy planetarne odpowiednie do podtrzymania znanego nam życia. Założenie to opiera się na kilku przesłankach:

- na przykładzie naszego Układu Słonecznego,

- względnej długowieczności gwiazd ciągu głównego,

- ich stabilności (rozumianej jako akceptowalny, stały poziom promieniowania),

- możliwości istnienia ekosfery znacznie oddalanej od gwiazdy macierzystej (nie występuje niebezpieczeństwo grawitacyjnego uwięzienia planety).

Pojawiają się jednak inne koncepcje, gdzie większą rolę odgrywają gwiazdy mniej masywne niż nasze Słońce - czerwone karły (także należące do ciągu głównego) - oraz białe karły, będące zdegenerowanymi gwiazdami o niewielkich masach i promieniach.

To właśnie tym obiektom i możliwościom zaobserwowania życia na planetach krążących wokół nich poświęcono artykuł "Detecting bio-markers in habitable-zone earths transiting white dwarfs". Autorzy tekstu - Abraham Loeb i Dan Maoz - czynią kilka założeń (na podstawie danych obserwacyjnych) wskazujących na prawdopodobieństwo istnienia planet podobnych do Ziemi (posiadających biosferę) przy białych karłach.

1. Białe karły powstają z gwiazd ciągu głównego po stadium czerwonego olbrzyma (to także czeka nasze Słońce). Jako olbrzymy, znacznie zwiększają swój promień i planety krążące w ekosferach "młodych" gwiazd zostają wypalone. Skąd, w takim razie, planety krążące w ekosferach białych karłów? Podczerwone, spektroskopowe obserwacje dokonane przez teleskop Spitzera gwiazdy centralnej Mgławicy Ślimak ujawniły obecność chmury pyłowej, orbitującej wokół gwiazdy. Podobną chmurę wykryto przy młodym białym karle G29-38. Z takich fragmentów może powstać planeta - białe karły są długowieczne i stygną bardzo powoli, więc nie musi się to dziać szybko. (Skala czasu mierzona w miliardach lat).

2. Chmury pyłu wskazują na częste zderzenia komet. Zakładając, że w ekosferze białego karła znajdowała się jałowa i gorąca planeta, pozbawiona wody przez wcześniejszą interakcję z czerwonym olbrzymem, można przyjąć, że może zostać ona nawodniona właśnie przez komety.

3. Białe karły są stosunkowo stabilne (bardzo powoli stygną). Czas na powstanie planet, a także życia, może być liczony w miliardach lat.

Wyznaczenie biomarkerów w atmosferach planet obiegających białe karły jest łatwiejsze i dokładniejsze niż w przypadku innych gwiazd ze względu na ich średnicę, niewiele większą niż średnica Ziemi. Wykorzystując metodę tranzytów (planeta przysłania swoją gwiazdę macierzystą) można odkryć jakie związki chemiczne i molekuły znajdują się w atmosferze planety (za pomocą linii absorpcyjnych - porównuje się wartości dla "czystego" światła gwiazdy macierzystej i "zanieczyszczonego" światła przez przysłaniającą planetę i jej atmosferę). Jeśli planeta o zbliżonej średnicy do białego karła przysłania jego tarczę, mamy możliwość dokładnej obserwacji tego obiektu i poszukiwania odpowiednich "prążków" w liniach absorpcyjnych.

Jakich biomarkerów szukać? Autorzy proponują głównie tlen, którego duże stężenie w atmosferze wskazuje na występowanie na powierzchni planety jego producentów (na Ziemi są nimi rośliny). Mniejsze stężenia tlenu i ozonu mogą być związane z występowaniem lodu lub ciekłej wody na planecie (tak jak na Europie, księżycu Jowisza), dlatego astrobiologów interesuje jedynie duża zawartość tlenu.

Według autorów jeden na pięćset białych karłów posiada planetę ziemiopodobną w swojej ekosferze. Czas pokaże czy mieli rację i czy na takich planetach może występować życie. Odpowiednia ku temu technologia już działa lub jest w fazie produkcji.

Źródło informacji (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)

Szymon Moliński