地球大小的恆星和外國海洋 – 一個天文學家解釋了白矮人周圍生命的案例

本文最初發表在 對話。 該出版物將文章貢獻給Space.com 專家聲音：專家和見解。

太陽有一天會死。當它在其核心上完成氫燃料並且無法再產生能量時，這將發生通過核熔化現在發生。太陽死亡通常被認為是太陽系的末端。但實際上，對於所有生活在太陽系中的物體來說，這可能是新階段的開始。

我是一個天文學威斯康星大學麥迪遜分校。 2020年，我的同事和我發現第一個星球完好無損繞著白色矮人繞行。從那時起，我對這些行星上關於這些茂密的白色矮人的生命的觀點著迷。

研究人員尋找宇宙中的生命跡象，等到星球通過星星和觀看望遠鏡的行星。通過從後面照亮星球的恆星的光，他們可以使用一些簡單的物理原理確定地球大氣中存在的分子類型。

研究人員在2020年了解他們可以將此技術用於旋轉白色矮人的行星。如果這樣的星球上有生物在其大氣中創造的分子，那麼當行星通過其恆星前面時，詹姆斯·韋伯（James Webb）的空間望遠鏡很可能會注意到它們。

2025年6月，我發表了一封信回答一個問題，該問題在2021年首次開始困擾著我：一個海洋可能需要保持生命 – 甚至在旋轉死星附近的行星上生存嗎？

超級矮人的插圖，上面有一個伴隨的白矮人。（圖來源：Noirlab/nsf/aura/m。Carlick通過Wikimedia Commons）

一個充滿白矮人的宇宙

白矮人非常普遍：我們的銀河系中存在約100億。而且，由於每個低質量恆星注定要最終成為白色矮人，因此不應該形成更多的。如果事實證明，旋轉白色矮人的行星可以存在生命，那麼這些恆星廢物可能在尋求地球以外的生命時成為有前途和豐富的目標。

但是，生命也可以在旋轉白矮人的星球上存在嗎？天文學家有自2011年以來已知那宜居區它非常接近白矮人。該區域是行星系統中可以存在液態水在行星表面的位置。水會沸騰的恆星離恆星，甚至離冰點還不遠。

白矮人周圍可居住的區域將是 10至100倍接近對於白矮人來說，我們的宜居區是如何對我們的陽光，因為白矮人要弱得多。

帶有一些系外平方以及陸地，火星和金星標記的信息圖表顯示了不同的位置

一個圖表，表明許多系外行星在其棲息地的相對區域中放置。（圖片來源：Chester Harman通過Wikimedia Commons）

如此靠近白矮人的表面將為發展帶來新的挑戰，因為地球（例如地球）不會面對的最遠的行星。其中之一是潮汐加熱。

潮 – 在附近第二個物體的不同部位反對空間運動的引力差異 – 變形行星，摩擦會導致材料變形。可以看到一個例子木星的月亮IO。

木星其他衛星施加的重力吸引了IO的軌道，使其內部變形並變暖，導致數百座火山在其表面不斷爆炸。結果，IO中不存在地表水，因為其表面非常熱。

相比之下，相鄰月亮歐洲它還經過潮熱，但較小的規模，因為它離木星更遠。潮汐力產生的熱量使歐洲的冰殼部分融化，導致水下的海洋。

白色矮人宜居區的行星將在恆星附近有軌道，以體驗潮汐加熱器，類似於IO和歐洲因其與木星的距離而加熱的方式。

這種接近本身可能對住宅構成挑戰。如果系統有多個行星，那麼來自行星附近的潮汐力會使行星大氣阻止熱量，直到它變熱又熱為止，使星球太熱有液態水。

即使系統中只有一個星球，也無法保存水。

為了使行星生存這一過程，它必須從恆星開始得更遠 – 也許是在木星甚至更遠的地方。

如果一個行星在很遠的地方開始，那麼它必須在形成白矮人之後就必須在內部遷移，以便變得可居住。計算機模擬指示那這種遷移是可能的但是這個過程可能導致極端潮汐加熱這可以從地表水中沸騰 – 類似於潮汐加熱如何導致IO火山。如果遷移產生足夠的熱量，則行星可能會在最終到達宜居軌道時失去其所有地表水。

然而如果遷移發生得足夠晚在白矮人的生活中 – 冷卻後，它不再是炎熱，明亮，新形成的白矮人 – 然後地表水可能不會蒸發。

在正確的條件下，旋轉白矮人的行星可以容納液態水並可能維持生命。

天文學家尚未在白色矮人周圍的地面上發現任何居住的系外行星。但是這些行星很難檢測到。

然而，研究人員正在探索新策略使用高級望遠鏡來檢測和表徵這些難以捉摸的世界韋伯望遠鏡。

如果在白色矮人周圍發現可居住的行星，它將大大擴大生命可以持續的環境，表明行星系統在其寄主之星死亡後甚至很長時間都可能仍然適用於生命。

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