Белые карлики как правило не поддерживают термоядерные реакции, что делало их непригодными для длительной обитаемости в своих системах. Однако астрономы обнаружили механизм, позволяющий этим звёздам «приостанавливать» процесс остывания.
В конце жизни массивные звёзды превращаются в нейтронные звёзды или чёрные дыры. Если же звезда имеет массу менее 10 солнечных, она не сможет пройти через этот процесс. Так обстоит дело и с нашим Солнцем. В результате звезда сбрасывает свои внешние оболочки в фазе красного сверхгиганта и становится белым карликом. Плотность белых карликов колеблется от ста килограммов до тысячи тонн на кубический сантиметр, что делает их плотнее любого вещества на Земле и в миллион раз плотнее обычной звезды. Это происходит из-за разрушения электронных оболочек атомов: белые карлики состоят из плазмы, в которой смешаны атомные ядра и электроны.
Астрономы давно искали планеты вокруг белых карликов и в конечном итоге обнаружили их. Однако большинство исследователей считали, что такие планеты безжизненны, так как белые карлики остывают, и, например, звезда WD 0346+246 уже остыла до температуры ниже 4000 градусов, хотя начинала с десятков тысяч градусов. Это означает, что если когда-то на планетах рядом с ней было достаточно тепло для возникновения жизни, это время быстро истекло.
Недавние исследования, проведённые учеными из США, Великобритании и Канады, показали, что примерно 6% известных белых карликов не демонстрируют быстрой потери светимости, словно «приостановили» своё старение. Это открытие может повлиять на потенциальную обитаемость их планетных систем. Как выяснили ученые, такая пауза характерна для массивных белых карликов, вес которых составляет около одной солнечной массы или чуть больше. Эти звезды образуются в конце эволюции звёзд с массой более восьми солнечных или при слиянии двух белых карликов меньшей массы.
По современным астрофизическим представлениям, пауза в остывании белых карликов может быть связана с процессом «неоновой дистилляции». Внутри светила образуются кристаллы, бедные неоном-22, что приводит к тому, что более тяжёлые атомные ядра неона поднимаются к поверхности. Это делает внутренние области белого карлика более плотными. Увеличение гравитационного потенциала в ядре вызывает сжатие звезды, что, в свою очередь, генерирует дополнительное тепло и замедляет процесс остывания.
Исследователи утверждают, что такое «неоновое торможение» приводит к образованию длительных устойчивых обитаемых зон. В течение 8-10 миллиардов лет поток излучения от белых карликов остаётся стабильным, что позволяет планетам вокруг них не остывать до слишком низких температур, чтобы жизнь могла развиваться.
Кроме того, белые карлики с неоновой дистилляцией облегчают удержание океанов на своих планетах. Для обычных белых карликов теоретически возможно длительное нахождение в зоне положительных температур, но только если планеты будут мигрировать с более далеких орбит на более близкие. Однако в этом случае планеты будут терять воду из-за приливного разогрева.
В случае неоновой паузы сближение с белым карликом не требуется для поддержания положительных температур, что исключает необходимость в сценариях, связанных с приливным разогревом. По расчетам авторов исследования, планеты вокруг «неоновых» белых карликов могут оставаться обитаемыми до 8-10 миллиардов лет, что превышает время обитаемости Земли. Наша планета существует 4,5 миллиарда лет, и без антропогенных изменений она станет непригодной для сложной жизни уже через миллиард лет из-за роста светимости Солнца. Таким образом, неоновая дистилляция может сделать некоторые белые карлики более подходящими для жизни, чем наше Солнце.
