«Трупы звёзд» могут поддерживать жизнь на своих планетах

Долгое время белые карлики (БК) рассматривались как последние кандидаты в списки звёзд с экзопланетами, пригодными для жизни (той жизни, которую мы знаем). Сильное ультрафиолетовое излучение, нестабильный жизненный цикл... Исследование, предпринятое Лукой Фоссати из Открытого университета (Великобритания), показывает, что мы были несколько предвзяты по отношению к этим небесным телам.

Некоторое время назад было показано, что БК, несмотря на перспективу «окончательного конца», на деле более стабильны, чем известные нам звёзды типа Солнца. Достаточно вспомнить, что, согласно нынешним астрономическим поверьям, всего через миллиард лет жизнь на Земле будет невозможна. Ибо наша звезда неумолимо повышает свою светимость, и через миллиард лет этот показатель вырастет едва ли не на 20%. А это исключает всякую вероятность сохранения нормального климата. БК же, хотя и теряет постепенно светимость, делает это очень и очень медленно.


БК начинают свою эволюцию как обнажившиеся вырожденные ядра красных гигантов, сбросивших свою оболочку, то есть в качестве центральных звёзд молодых планетарных туманностей. Таким же со временем станет и Солнце — через несколько миллиардов лет. Однако БК не имеют собственных термоядерных источников энергии, поэтому их светимость меняется лишь с потерей запасённой ими тепловой энергии. А из-за огромной плотности этих тел времени на это уходит очень-очень много. Если точнее, по расчётам, планета на расстоянии в 0,01 а. е. от такой звезды будет иметь 8 млрд лет для развития в зоне обитаемости. Если сравнить это с Землёй, время пребывания которой в зоне обитаемости примерно равно 4,5 млрд лет, то преимущества более стабильного режима жизни планет вокруг БК кажутся очевидными.

После того как данные такого моделирования были опубликованы, посыпался град возражений, опиравшихся в основном на то, что степень мощности УФ-излучения БК на расстоянии в 0, 01 а. е. исключит не только существование, но и возникновение жизни на таких планетах.

Лука Фоссати и коллеги проверили это предположение методами численного моделирования. Проведя симуляцию условий, создающихся в окрестностях типичного БК (температура поверхности около 5 000 К) на удалении в одну сотую расстояния Земли от Солнца, учёные наложили их на состав и толщину нынешней земной атмосферы.

Выяснилось, что такая планета-близнец будет получать в среднем в 1,65 раза больше ультрафиолета, чем получает её поверхность Земли сегодня. «С астробиологической точки зрения это относительно умеренная доза», — полагает г-н Фоссати. И в самом деле, названный объём ультрафиолета будет означать более активную генерацию озона в стратосфере и, потенциально, более плотное экранирование поверхности планеты от УФ-лучей.


Параллельно исследовался вопрос о спектральном составе видимого излучения, которое получит растительность «второй (белокарликовой) Земли». Удивительно, но различий найти не удалось. Можно даже предположить, что если пути биологической эволюции более или менее универсальны, то растительный мир планеты у БК будет в основном зелёным (растения с листьями другого цвета есть и на Земле, но их не много).

Более того, группа Фоссати полагает, что БК даже эффективнее красных карликов в поддержании жизни в своих окрестностях. Вспышки на поверхности звёзд класса М значительно мощнее тех, что возникают на нашем Солнце, и теоретически должны гораздо сильнее отражаться на потоке частиц, попадающем на планеты вокруг них. В то же время БК вообще лишены пятен и периодической активности, что резко смягчает условия для возникновения и существования жизни на планетах их систем.

Проведённая оценка обитаемости планет БК — отличный способ преодолеть предвзятые представления об этих системах. Однако остаётся вопрос: как планета попадёт на расстояние в 0,01 а. е. от БК? Рассмотрим ситуацию на примере нашей системы. Ведь то же Солнце, перед тем как стать такой звездой, расширится до орбиты Марса, поглотив попутно и Землю, и Венеру с Меркурием. После срыва оболочки красного гиганта оставшийся на его месте БК будет слишком далеко от планет земной группы — если бы они и задержались в опустошённой Солнечной системе.

Один из теоретических путей решения вопроса — использование теории миграций, набирающей в последние годы сторонников. Напомним: согласно современным взглядам, не менее половины планет нашей Солнечной системы занимают «не своё место», будучи мигрантами. Очевидно, сброс оболочки красным гигантом вполне может инициировать новый цикл миграций планет, которые, после ряда пертурбаций, могут оказаться на стабильных орбитах вокруг БК. И вот тогда кандидатами в «новую Землю» могут стать бывшие газовые гиганты, потерявшие внешний газовый слой под интенсивнейшим потоком звёздного ветра, уносившего оболочку красного гиганта на поздних стадиях его эволюции.

Впрочем, если этот сценарий верен, обнаружить такие планеты будет очень сложно. У БК и так малая светимость, а если вокруг них нет газовых гигантов, которые проще всего обнаруживаются имеющимися методиками, то найти там хоть какую-то планету будет, несомненно, экстремально трудно. Собственно говоря, пока ни одной такой находки и не было сделано, хотя предположения как минимум в отношении ближайшего к нам БК уже выдвигались.

Подготовлено по материалам NewScientist.