Kan vi upptäcka tecken på liv på planeter kring vita dvärgstjärnor?

Astrobiology Magazine har publicerat en intressant artikel om exoplaneter kring vita dvärgar. Sedan tidigare har forskare pekat på möjligheterna att finna planeter som kan hysa liv kring vita dvärgstjärnor. Dessa stjärnor är egentligen döende, men svalnar så sakta att de under flera miljarder års tid ändå kan ge nödvändig energi till planeter inom stjärnans beboeliga zon. I en forskningsstudie som presenteras på Arxiv.org menar nu en grupp forskare att vi inom några år kan se tecken på liv på sådana planeter. Rymdteleskopet James Webb, som sänds upp 2018, bör ha kapacitet att finna s.k biomarkörer som visar förekomst av syre och vatten på jordliknande exoplaneter kring vita dvärgar.

Illustration av James Webb-teleskopet (Bildkälla: NASA)

Via spektralanalyser av exoplaneters atmosfärer kan syre och vatten identifieras. Normalt är det svårt att särskilja spektrat för en planet från en mycket ljustarkare stjärnas spektra. När en planet passerar solskivan hos en stjärna kan dock sådana analyser göras. Det blir betydligt lättare om en planet passerar över solskivan på en vit dvärg, eftersom en sådan stjärna inte är mycket större än vår jord. Planeten skulle därmed blockera betydligt mer stjärnljus än om stjärnan var stor som vår sol. Det är t o m så att planeten kan åstadkomma en "solförmörkelse". Om bara planeter kring vita dvärgar kan identifieras borde spektralanalyser bli mycket enklare att göra. En förutsättning är förstås att planeten kretsar kring stjärnan på ett sådant sätt att stjärna och planet är i exakt linje sett från jorden. Eftersom sannolikheten för det är ganska liten kräver det att man observera ett stort antal vita dvärgstjärnor.

S.k biomarkörer, som indikerar att det kan finnas liv på en planet, kan utgöras av syre (i större mängd än normalt), metan och andra gaser som produceras av olika typer av organismer i biologiska processer. Om halterna av den dessa gaser är höga tyder det på att ämnena produceras löpande och då sannolikt biologiskt. I annat fall skulle dessa ämnen snabbt upplösas i en planets atmosfär. Jordatmosfären har en syrehalt på 21%, vilket endast kan skapas genom biologiska processer (fotosyntesen). Biomarkörer kan observeras i infrarött ljus, vilket James Webb-teleskopet är konstruerat för.

Det krävs kraftfulla teleskop för att upptäcka exoplaneter kring de ljussvaga vita dvärgstjärnorna. Forskarna föreslår att teleskopen riktas mot våra närmaste vita dvärgar eftersom de är lite ljusstarkare. Dessutom menar forskarna att man bör rikta in sig på stjärnor som befunnit sig i "vita-dvärg-stadiet" i minst 3 miljarder år, så att liv kan ha hunnit utvecklas. På jorden tog det närmare 1 miljard år innan de första cellerna utvecklades och ytterligare någon miljard år innan det blev fart på "livets utveckling".

Illustration av en jordliknande planet kring en vit dvärgstjärna (Bildkälla: NASA)

Den beboeliga zonen kring en vit dvärg ligger sannolikt relativt nära stjärnan och kan kräva att planeter migrerat närmare stjärnan för att hamna inom den beboeliga zonen. Det finns också tecken på att det kan finnas skivor med en stor mängd materia kring vita dvärgar som skulle kunna bilda nya planeter. Det krävs stabilitet kring en stjärna för att liv ska uppstå, vilket talar för att man bör söka efter relativt gamla vita dvärgstjärnor som inte har alltför mycket materia kring sig. Sådan materia riskerar att bombardera en eventuell planet och snabbt ta död på eventuellt liv.