Vi har för närvarande hittat 867 olika exoplaneter, men har ännu inte definitivt bestämt om en av dessa hamnar liv. Även om syre är relativt rikligt i universum, kan det att hitta det i atmosfären på en avlägsen planet peka på dess livsmiljö eftersom dess närvaro - i stora mängder - skulle signalera den sannolika livslängden.
Men var ska man titta först? En ny studie visar att vi kunde upptäcka syre i atmosfären på en beboelig planet som kretsar kring en vit dvärg - en stjärna som håller på att dö - mycket lättare än för en jordliknande planet som kretsar runt en solliknande stjärna.
"I jakten på utomjordiska biologiska signaturer borde de första stjärnorna vi studerar vara vita dvärgar," sade Avi Loeb, teoretiker vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) och chef för Institute for Theory and Computation.
Loeb och hans kollega Dan Maoz från Tel Aviv University uppskattar att en undersökning av de 500 närmaste vita dvärgarna kunde upptäcka en eller flera bebodda jordar.
En vit dvärg är vad stjärnor som solen blir efter att de har uttömt sitt kärnbränsle. Den puffar bort sina yttre lager och lämnar en varm kärna som kan vara ungefär jordens storlek. Den svalnar långsamt och bleknar med tiden, men den kan behålla värmen tillräckligt länge för att värma en närliggande värld i miljarder år.
För närvarande är de flesta planeter som vi hittat i omloppsbana nära deras moderstjärna, eftersom astronomer hittar planeter som använder astrometri genom det gravitationella inflytande som planeten har på stjärnan, vilket gör att den vinglar någonsin så lite. Massiva planeter nära stjärnan har den största effekten och är också de lättaste att upptäcka.
Med hjälp av fotometri ser astronomer ett dopp i mängden ljus en stjärna avger när en planet passerar framför stjärnan. Eftersom en vit dvärg är ungefär lika stor som Jorden, skulle en jordstorlek planet blockera en stor del av dess ljus och skapa en uppenbar signal. Fotometri eller transitmetoden har visat sig vara det bästa sättet att hitta exoplaneter.
En vit dvärg är mycket mindre och svagare än solen, och en planet måste vara mycket närmare för att vara beboelig med flytande vatten på ytan, så det skulle göra planeter runt en vit dvärgstjärna lättare att upptäcka. En beboelig planet skulle ringa den vita dvärgen en gång var tio timmar på ett avstånd av cirka en miljon mil.
Ännu viktigare är att vi bara kan studera atmosfärerna av planeter som går över. När den vita dvärgens ljus lyser genom luftringen som omger planetens silhuettskiva, absorberar atmosfären lite ljus. Detta lämnar kemiska fingeravtryck som visar om den luften innehåller vattenånga eller till och med signaturer av livet, som syre.
Men det finns en förbehåll: Innan en stjärna blir en vit dvärg sväller den in i en röd jätte, slingrar och förstör alla planeter i närheten. Därför måste en planet anlända till den bebodda zonen efter att stjärnan utvecklats till en vit dvärg. Antingen skulle den migrera mot stjärnan från en mer avlägsen bana eller vara en ny planet som bildas av kvarvarande damm och gas.
Men vi har ännu inte hittat en exoplanet runt en vit dvärg, även om Loeb och Moaz säger att överflödet av tunga element på ytan av vita dvärgar antyder att en betydande del av dem har steniga planeter.
Vi behöver ett bättre öga på himlen för att hitta planeter runt vita dvärgar, säger Loeb och Maoz, och James Webb Space Telescope (JWST), planerad till lansering i slutet av detta decennium, lovar att sniffa ut gaserna från dessa främmande världar .
Loeb och Maoz skapade ett syntetiskt spektrum som replikerade vad JWST skulle se om det undersökte en beboelig planet som kretsar kring en vit dvärg. De fann att både syre och vattenånga skulle kunna detekteras med bara några timmars total observationstid.
"JWST erbjuder det bästa hoppet om att hitta en bebodd planet i en snar framtid," sade Maoz.
Ny forskning från CfA-astronomerna Courtney Dressing och David Charbonneau visade att den närmaste bebodda planeten sannolikt kommer att kretsa runt en röd dvärgstjärna (en sval, lågmassad stjärna som genomgår kärnfusion). Eftersom en röd dvärg, även om den är mindre och svagare än solen, är mycket större och ljusare än en vit dvärg, skulle dess bländning överväldiga den svaga signalen från en kretsande planetens atmosfär. JWST skulle behöva observera hundratals timmar med transiter för att ha något hopp om att analysera atmosfärens sammansättning.
”Även om den närmaste bebodda planeten kan kretsa om en röd dvärgstjärna, kan den närmaste vi lätt kan visa sig vara livsförande kretsa runt en vit dvärg,” sade Loeb.
Läs deras uppsats här.
Källa: CfA
