可居住的白矮星能否保留其海洋?也许吧


可居住的白矮星能否保留其海洋?也许吧


一位艺术家对白矮星WD1054-226的印象,它被行星碎片云和宜居带中的一颗主要行星环绕 。信用标记A.Garlick/markgarlick.com许可证类型归因(CC BY 4.0)
据今日宇宙(Brian Koberlein):潜在的宜居系外行星非常普遍,天文学家已经开始考虑可能出现生命的更不寻常的情况 。也许生命可以在热木星的卫星上找到 , 或者在流氓行星的温暖海洋中徘徊 。最近 , 甚至有人认为宜居星球可能围绕白矮星运行 。我们知道一些白矮星有行星,尽管缺乏核聚变 , 但白矮星确实会发出足够的光和热来形成宜居带 。但问题仍然是,一颗行星在成为白矮星之前,能否在恒星的红巨星阶段保持富含水的环境 。这是一项关于arXiv的新研究的重点 。
这项研究从陈述显而易见的事实开始 。当主序星膨胀为红巨星时,围绕主序星的任何可居住的世界都可能被剥夺其大气和水 。当恒星变成白矮星时,任何可居住的行星,如果不被其恒星吞噬 , 都将是贫瘠的 。然后,这项工作继续考虑系统中更遥远的世界 。也许在白矮星阶段,一个寒冷冰冷的海洋世界可能会变得宜居 。
事实证明 , 有两个关键阶段 。首先,在主序星的死亡阶段 , 海洋世界需要保留大部分的水 。正如你所料,一颗行星离它的恒星越远,它保留的水就越多 。对于一颗类日恒星来说,海洋世界需要超过地球距离的三倍才能留住水 。为了保留与地球相似的广阔海洋,这颗行星必须距离大约10天文单位,或者大约是土星的距离 。

可居住的白矮星能否保留其海洋?也许吧


不同距离行星的保水性 。来源:Becker等人
第二个关键阶段是轨道迁移 。一旦这颗恒星变成白矮星 , 土星轨道上的海洋世界将是一颗远远超出宜居带的冰行星 。要成为一个有生命的世界 , 它需要向内移动到一个封闭、温暖的轨道上 。这既可以通过与红巨星阶段形成的星云的相互作用来实现,也可以通过行星之间的引力相互作用来完成 。例如,我们自己的太阳系在年轻时就有一个迁移阶段 。然而,正如研究所示,这种迁移的时机至关重要 。如果一个世界的向内迁移发生得太早,那么大部分水就会沸腾 。如果发生得太晚,那么这个系统就会稳定到世界无法进入宜居带的程度 。
总体而言,该研究发现,白矮星周围的大多数世界要么在进入宜居带之前是干燥的,要么保留水分并留在系统的外边缘 。但正如作者指出的那样 , 一个外部的海洋生物世界有可能在恰当的时间迁徙,以保留水分,成为一个温暖的类地世界 。不太可能,但有可能 。
因此,在白矮星周围找到一颗宜居行星的可能性很小 。但考虑到研究这些世界的大气是多么容易,这当然值得一看 。