Vi har i øjeblikket fundet 867 forskellige exoplaneter, men har endnu ikke bestemt til at afgøre, om en af disse havne har liv. Mens ilt er relativt rigeligt i universet, kunne det at finde det i en fjernt planets atmosfære pege på dets levedygtighed, fordi dets tilstedeværelse - i store mængder - ville signalere den sandsynlige tilstedeværelse af liv.
Men hvor skal man først se? En ny undersøgelse finder ud af, at vi kunne registrere ilt i atmosfæren på en beboelig planet, der kredser rundt om en hvid dværg - en stjerne, der er i færd med at dø - meget lettere end for en jordlignende planet, der kredser om en sollignende stjerne.
”I søgen efter udenjordisk biologisk underskrift skulle de første stjerner, vi studerer, være hvide dværge,” sagde Avi Loeb, teoretiker ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) og direktør for Institut for Teori og Computation.
Loeb og hans kollega Dan Maoz fra Tel Aviv University vurderer, at en undersøgelse af de 500 nærmeste hvide dverge kunne få øje på en eller flere beboelige jordarter.
En hvid dværg er, hvad stjerner som Solen bliver, efter at de har opbrugt deres nukleare brændstof. Det pustes af sine ydre lag og efterlader en varm kerne, der kan være på størrelse med Jorden. Det afkøles langsomt og falmer over tid, men det kan holde varmen længe nok til at varme en nærliggende verden i milliarder af år.
I øjeblikket er de fleste planeter, som vi har fundet i kredsløb tæt på deres moderstjerne, da astronomer finder planeter, der bruger astrometri på grund af den tyngdepåvirkning, som planeten har på stjernen, hvilket får den til at vingle nogensinde så lidt. Massive planeter tæt på stjernen har den største effekt, og det er de letteste at opdage.
Ved hjælp af fotometrien ser astronomer en dukkert i mængden af lys, en stjerne afgiver, når en planet passerer foran stjernen. Da en hvid dværg har omtrent samme størrelse som Jorden, ville en jordstørrelse planet blokere en stor del af dens lys og skabe et tydeligt signal. Fotometri eller transitmetoden har vist sig at være den bedste måde at finde exoplaneter på.
En hvid dværg er meget mindre og svagere end solen, og en planet skulle være meget tættere på for at være beboelig med flydende vand på dens overflade, så det skulle gøre planeter omkring en hvid dværgstjerne lettere at opdage. En beboelig planet ville cirkle den hvide dværg en gang hver 10. time i en afstand af omkring en million miles.
Mere vigtigt er det, at vi kun kan studere atmosfærerne i transiterende planeter. Når den hvide dværgs lys skinner gennem luftringen, der omgiver planetens silhuettede skive, absorberer atmosfæren noget stjernelys. Dette efterlader kemiske fingeraftryk, der viser, om den luft indeholder vanddamp eller endda underskrifter af livet, såsom ilt.
Men der er en advarsel: Før en stjerne bliver en hvid dværg, svulmer den ind i en rød gigant, hvor han oversvømmer og ødelægger alle planeter i nærheden. Derfor skulle en planet ankomme i den beboelige zone, efter at stjernen udviklede sig til en hvid dværg. Enten ville den migrere mod stjernen fra en fjernere bane eller være en ny planet dannet af rester af støv og gas.
Vi har dog endnu ikke fundet en exoplanet omkring en hvid dværg, selvom Loeb og Moaz siger, at overflod af tunge elementer på overfladen af hvide dværge antyder, at en betydelig del af dem har stenede planeter.
Vi har brug for et bedre øje på himlen for at finde planeter omkring hvide dværge, siger Loeb og Maoz, og James Webb-rumteleskopet (JWST), der er planlagt til lancering i slutningen af dette årti, lover at snuse ud gasserne fra disse fremmede verdener .
Loeb og Maoz skabte et syntetisk spektrum, der replikerede, hvad JWST ville se, hvis det undersøgte en beboelig planet, der kredsede om en hvid dværg. De fandt, at både ilt og vanddamp ville kunne detekteres med kun få timers total observationstid.
”JWST tilbyder det bedste håb om at finde en beboet planet i den nærmeste fremtid,” sagde Maoz.
Nyere undersøgelser fra CfA-astronomer Courtney Dressing og David Charbonneau viste, at den nærmeste beboelige planet sandsynligvis kredser om en rød dværgstjerne (en cool, lavmastet stjerne, der gennemgår kernefusion). Da en rød dværg, selvom den er mindre og svagere end Solen, er meget større og lysere end en hvid dværg, ville dens blænding overvælde det svage signal fra en kredsende planetens atmosfære. JWST bliver nødt til at observere hundreder af timers transit for at have noget håb om at analysere atmosfærens sammensætning.
”Selvom den nærmeste beboelige planet kan kredses om en rød dværgstjerne, kan den nærmeste, vi let kan vise sig at være livsførende, kredse om en hvid dværg,” sagde Loeb.
Læs deres papir her.
Kilde: CfA
