如果围绕死恒星运行的水行星能够存活足够长的时间，它们可能是研究生命的好候选者

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如果围绕死恒星运行的水行星能够存活足够长的时间，它们可能是研究生命的好候选者。来源：Pixabay/CC0公共域

据威斯康星大学麦迪逊分校（Chris Barncard）：白矮星是恒星燃烧殆尽的残留物，其足迹小，光线昏暗，可能成为研究有足够水容纳生命的行星的绝佳背景。

诀窍是发现一颗行星的阴影对着一颗已经枯萎到其大小的一小部分的前恒星，并发现这颗行星在经历了恒星爆炸性和剧烈的最后阵痛后，仍保持着数十亿年的水海洋。一项关于白矮星系统动力学的新研究表明，理论上，一些水行星确实可能穿过必要的天体针，等待发现和更仔细的研究。

天文学家仔细观察太阳系外的行星（称为系外行星）是否有潜在的生命迹象，在这些行星凌日恒星时收集数据，或者在恒星和我们的望远镜之间经过。他们利用恒星发出的穿过行星薄层大气层的光来告诉他们存在哪些元素和分子。

一颗被全功率核聚变搅乱的巨大恒星可能会很混乱，很难观察。因此，找到一颗围绕一颗更小、更成熟的白矮星运行的行星，就不那么像斜视。

威斯康星大学麦迪逊分校天文学教授朱丽叶·贝克尔是这项研究的主要作者，她说：“白矮星太小了，太没有特色了，如果一颗类地行星在它们前面凌日，你实际上可以更好地描述它的大气层。”这项研究正在AAS期刊上进行审查，并在麦迪逊举行的美国天文学会第244次会议上发表。“这颗行星的大气层会有更大、更清晰的信号，因为你看到的光中有更大一部分正穿过你想要研究的东西。”

对于这样一颗行星来说，第一个主要的障碍是（相对而言）存活一颗中小型恒星的最后几天。因为它们可能很粗糙。

当像我们的太阳这样的恒星耗尽了驱动其核心聚变反应的燃料时，它们就会成长为巨大的恒星。

贝克尔说：“基本上有两个脉冲，在这两个脉冲期间，恒星生长到其正常半径的100倍。”。“当它做到这一点时——我们可以称之为第一阶段毁灭——它将吞噬该半径内的任何行星。”

即使一颗蓄水的行星逃脱了被吞噬的命运，它也并没有脱离燃烧的森林。伴随着恒星膨胀的增长，它的质量也随之下降，亮度也大幅飙升。

贝克尔说：“这颗恒星变得如此明亮，这意味着系统中的所有行星，即使是那些曾经在外太阳系中较冷的行星，其表面温度也会突然急剧上升。”。“这会使他们的海洋蒸发，并消耗大量的水。”

因此，根据这项新的研究，一颗类地行星需要距离其垂死的恒星至少大约5到6个天文单位（1 AU是地球和太阳之间的平均距离），才能通过恒星膨胀、行星吞噬和光轰击来保留可观的水分。

但风暴过后的平静是另一个障碍。在10亿年或更长的时间里，这颗曾经横冲直撞的恒星会缩小并冷却。

贝克尔说：“如果你能在这个危险的时刻离得足够远，不会失去地表水，那就太好了。”。“但不利的一面是，你离恒星太远了，所有的水都会变成冰，这对生命来说不太好。”

最终，白矮星将是如此的小和冷，以至于一颗获得足够热量以产生液态水的行星必须距离1天文单位的1%，距离5到6天文单位的安全线很远。

一种改变行星轨道的方法，称为潮汐迁移，可能会有所帮助。

贝克尔说：“行星的轨道变化是很正常的。”。“在潮汐迁移中，系统中行星之间的一些动力学不稳定性使其中一颗行星进入高离心率轨道，就像彗星一样，在那里它摆动到非常靠近系统中心体的地方，然后又摆动到很远的地方。”

这些类型的轨道将进入不那么偏心、更稳定的轨道，这可能会使行星非常接近白矮星。

贝克尔说：“如果你把所有这些模型放在一起，你会发现这对地球来说是一段危险的旅程，海洋很难在这个过程中生存下来，但这是可能的。

当需要分配有限的望远镜资源来寻找能够支持生命的行星时，对潜在白矮星行星配对的情况进行更多的研究将有助于确定可能性，并指导决策。

贝克尔说：“如果我们发现许多白矮星是潜在宜居系外行星的候选者，它们可能值得花时间。”。“这些理论技术将帮助我们区分最佳目标，这样我们就不会在不感兴趣的目标上花费太多时间。”