Vi har for øyeblikket funnet 867 forskjellige eksoplaneter, men har ennå ikke bestemt til å bestemme om en av disse havner livet. Mens oksygen er relativt rikelig i universet, kan det å finne det i atmosfæren til en fjern planet peke på dets brukbarhet fordi dens tilstedeværelse - i store mengder - skulle signalisere den sannsynlige tilstedeværelsen av liv.
Men hvor skal jeg først se? En ny studie finner at vi kunne oppdage oksygen i atmosfæren til en beboelig planet som kretser rundt en hvit dverg - en stjerne som er i ferd med å dø - mye lettere enn for en jordlignende planet som går i bane rundt en sollignende stjerne.
"I jakten på utenomjordiske biologiske signaturer, skulle de første stjernene vi studerer være hvite dverger," sa Avi Loeb, teoretiker ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) og direktør for Institute for Theory and Computation.
Loeb og kollegaen Dan Maoz fra Tel Aviv University anslår at en undersøkelse av de 500 nærmeste hvite dvergene kunne få øye på en eller flere beboelige jordarter.
En hvit dverg er det stjerner som solen blir etter at de har brukt opp sitt kjernebrensel. Den puster fra seg de ytre lagene, etterlater seg en varm kjerne som kan være omtrent på jordens størrelse. Den avkjøles sakte og blekner over tid, men den kan beholde varmen lenge nok til å varme en nærliggende verden i milliarder av år.
For øyeblikket er de fleste planeter som vi har funnet i bane i nærheten av forelderstjernen, siden astronomer finner planeter som bruker astrometri av den tyngdekraften som planeten har på stjernen, noe som får den til å vingle så lett. Massive planeter nær stjernen har den største effekten, og det er de enkleste å oppdage.
Ved hjelp av fotometrien ser astronomer en dukkert i mengden lys en stjerne gir av når en planet går foran stjernen. Siden en hvit dverg er omtrent like stor som Jorden, ville en jordstørr planet blokkere en stor brøkdel av lyset og skapt et tydelig signal. Fotometri, eller transittmetoden, har vist seg å være den beste måten å finne eksoplaneter på.
En hvit dverg er mye mindre og svakere enn sola, og en planet må være mye nærmere for å være beboelig med flytende vann på overflaten, slik at planene rundt en hvit dvergstjerne blir lettere å oppdage. En beboelig planet ville sirkle rundt den hvite dvergen en gang hver 10. time i en avstand på omtrent en million mil.
Enda viktigere er at vi bare kan studere atmosfærene til transittplaneter. Når lyset av den hvite dvergen skinner gjennom luftringen som omgir planetens silhuettede skive, absorberer atmosfæren litt stjernelys. Dette etterlater kjemiske fingeravtrykk som viser om den luften inneholder vanndamp, eller til og med signaturer av livet, for eksempel oksygen.
Men det er en advarsel: Før en stjerne blir en hvit dverg, svulmer den inn i en rød gigant, oppsluker og ødelegger alle planeter i nærheten. Derfor måtte en planet ankomme i den beboelige sonen etter at stjernen utviklet seg til en hvit dverg. Enten ville den vandre mot stjernen fra en fjernere bane eller være en ny planet dannet av rester av støv og gass.
Vi har imidlertid ennå ikke funnet en eksoplanett rundt en hvit dverg, selv om Loeb og Moaz sier at overflod av tunge elementer på overflaten av hvite dverger antyder at en betydelig brøkdel av dem har steinete planeter.
Vi trenger et bedre øye på himmelen for å finne planeter rundt hvite dverger, sier Loeb og Maoz, og James Webb romteleskopet (JWST), som er planlagt lansert i slutten av dette tiåret, lover å snuse ut gassene i disse fremmede verdenene .
Loeb og Maoz skapte et syntetisk spekter, som repliserte hva JWST ville se om det undersøkte en beboelig planet som kretser rundt en hvit dverg. De fant ut at både oksygen og vanndamp ville være påviselig med bare noen få timers total observasjonstid.
"JWST tilbyr det beste håpet om å finne en bebodd planet i nær fremtid," sa Maoz.
Nyere undersøkelser fra CfA-astronomene Courtney Dressing og David Charbonneau viste at den nærmeste beboelige planeten sannsynligvis vil komme i bane rundt en rød dvergstjerne (en kul, lavmasse-stjerne som gjennomgår kjernefusjon). Siden en rød dverg, selv om den er mindre og svakere enn solen, er mye større og lysere enn en hvit dverg, vil dens gjenskinn overvelde det svake signalet fra en kretsende planetens atmosfære. JWST måtte observere hundrevis av timers transitter for å ha noe håp om å analysere atmosfæreens sammensetning.
"Selv om den nærmeste beboelige planeten kanskje går i bane rundt en rød dvergstjerne, kan den nærmeste vi lett kan vise seg å være livsbærende omgå en hvit dverg," sa Loeb.
Les papirene deres her.
Kilde: CfA
