У остывающих звезд будут искать планеты - «радиопередатчики»

Уже около десяти лет астрономы обсуждают гипотезу, что металлические ядра планет вблизи отгоревших звезд (белых карликов) могут превращаться в своего рода радиопередатчики. Но до сих пор оставалось неясным, как долго может просуществовать такая «радиостанция».

В новом исследовании показано, что при благоприятных условиях «вещание» может продолжаться до миллиарда лет. Поэтому в пределах, доступных земным радиотелескопам, может оказаться достаточно много таких «маяков».

Напомним, что белые карлики - это плотные раскалённые ядра отгоревших звезд, сбросивших внешние слои. В них уже не происходит термоядерных реакций, и в своем свечении они постепенно растрачивают запасенное тепло. По массе белые карлики сравнимы с Солнцем, а по размеру - с Землей.

Превращение светила в такой объект может пагубно отразиться на его планетах. Опасность представляет как изменение гравитации, так и плазма отделяющихся слоев звезды. Но у миров все же есть шанс пережить свое солнце. В конце концов, экзопланеты найдены даже у нейтронных звезд, а ведь превращение светила в такой объект происходит куда драматичнее, чем в белый карлик (например, оно сопровождается взрывом сверхновой).

Правда, во многих случаях от экзопланеты будет оставаться только её металлическое ядро как наиболее вязкая и тугоплавкая часть планеты.

Напомним, что если планета богата железом (как Земля), этот достаточно тяжёлый металл под действием гравитации будет опускаться к ее центру. Так что миры с «железными сердцами» должны быть распространённым явлением во Вселенной.

И действительно, недавно поблизости от белого карлика SDSS J1228+1040 был обнаружен фрагмент металлического ядра планеты размером от километра до сотен километров (установить его размер более точно пока не удаётся).

Как долго металлическое ядро планеты может обращаться вокруг белого карлика? Это трудный вопрос. Здесь нужно учитывать не только гравитацию звезды, но и её магнитное поле. Именно оно превращает металлический объект в радиостанцию, но оно же может и погубить его, заставив упасть на белый карлик.

Ответ дают в своём новом исследовании Димитрий Верас (Dimitri Veras) из Университета Уорика и Александр Вольщан (Aleksander Wolszczan) из Университета Пенсильвании. Последний астроном прославился тем, что в 1990 году открыл первые в истории науки экзопланеты (к слову, именно у нейтронной звезды).

Ученые выполнили моделирование для всего наблюдаемого диапазона магнитных полей белых карликов: от тысячи до миллиарда гауссов (для сравнения: наиболее сильные магнитные поля на Солнце достигают нескольких тысяч гауссов). Также исследователи варьировали электрическую проводимость атмосфер белых карликов от 0,1 до 10000 сименсов на метр.

Как выяснили авторы, существует благоприятный для выживания планетных ядер диапазон и напряжённости магнитного поля. А именно, «радиостанции» надо искать у белых карликов с магнитными полями в тысячи гауссов.

Важно и расстояние до звезды: слишком близко расположенное ядро будет разрушено приливными силами, а слишком далёкое станет излучать слишком мало радиоволн для их поиска с Земли. Идеальными «радиомаяками» станут ядра, расположенные от своих светил на дистанции от трёх радиусов Солнца до радиуса орбиты Меркурия. В таких условиях «радиовещание» может продолжаться сотни миллионов и даже миллиард лет.

«Мы будем использовать результаты этой работы в качестве руководства для планирования радиопоисков планетных ядер вокруг белых карликов», - обещает Вольщан.

Как утверждает ученый, ещё никому не удавалось обнаружить таким образом планету или ядро планеты. Более того, никогда достаточно крупный объект вроде неразрушенного планетного ядра не обнаруживался вблизи белого карлика. Поэтому, если такие поиски увенчаются успехом, это будет крупным открытием.

Между тем около таких звезд нередко находят облака пыли и обломков, вероятно, оставшиеся от разрушенных планет. Поэтому авторы считают, что шансы на успех их предприятия высоки.

Отметим, что некоторые исследования косвенно указывают на наличие у белых карликов больших планет.