Эйнштейн снова спасает Вселенную — на этот раз от перегрева после смерти звёзд
Исследователи показали, что белые карлики способны удерживать планеты с условиями, подходящими для жизни.
В поисках внеземной жизни астрономы обычно обращают внимание на планеты у звезд, похожих на Солнце, и на ледяные спутники вроде Европы или Энцелада. Но, как выясняется, шанс на обитаемость могут иметь и совсем другие миры — те, что вращаются вокруг белых карликов, горячих и плотных останков погибших звезд.
Белый карлик образуется, когда звезда типа Солнца исчерпывает запасы топлива и сбрасывает внешние оболочки. Такие объекты значительно меньше и тусклее, но у них все же есть зона обитаемости — область, где на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Она находится всего в нескольких миллионах километров от звезды, что по космическим меркам чрезвычайно близко.
Ранее считалось, что жизнь на таких планетах невозможна. Причина — приливные силы: если рядом есть еще одно массивное тело, его гравитация растягивает орбиту обитаемой планеты, превращая ее из круглой в вытянутую. В результате недра планеты сжимаются и растягиваются, выделяя тепло. Этот процесс способен запустить неконтролируемый парниковый эффект, при котором испарятся океаны и исчезнет шанс на жизнь.
Однако исследователи Ева Стафайн и Жюльет Бекер из Университета Висконсин–Мэдисон с помощью компьютерных симуляций показали, что теория общей относительности Эйнштейна может предотвратить этот сценарий. Мощная гравитация белого карлика вызывает медленное вращение орбиты планеты и не позволяет ей становиться слишком вытянутой, несмотря на влияние соседнего спутника. Это ограничивает внутреннее нагревание и сохраняет условия для существования воды в жидком виде.
В своих моделях ученые сравнили системы с учетом эффектов общей относительности и без них. Без этих эффектов большинство планет в зоне обитаемости перегревались и становились безжизненными. Но при учете релятивистских поправок зона, где возможна жизнь, заметно расширялась.
«Наши результаты показывают, что общая теория относительности может выполнять роль динамического щита в компактных планетных системах после смерти звезды. Этот защитный эффект стоит учитывать при оценке обитаемости планет у белых карликов», — пишут авторы работы, размещенной на сервере препринтов arXiv.
Новые выводы дают ученым больше шансов найти потенциально обитаемые миры за пределами Солнечной системы и помогут сосредоточить внимание на наиболее перспективных целях для наблюдений с помощью мощных инструментов вроде космического телескопа имени Джеймса Уэбба.