När stjärnor som vår sol dör, allt som återstår är en blottad kärna – en vit dvärg. En planet som kretsar kring en vit dvärg erbjuder en lovande möjlighet att avgöra om livet kan överleva dess stjärnas död, enligt Cornell University forskare.

I en studie publicerad i Astrofysiska tidskriftsbrev , de visar hur NASA:s kommande rymdteleskop James Webb kunde hitta signaturer av liv på jordliknande planeter som kretsar kring vita dvärgar.

En planet som kretsar kring en liten stjärna producerar starka atmosfäriska signaler när den passerar framför, eller "transiter, " dess värdstjärna. Vita dvärgar driver detta till det yttersta:De är 100 gånger mindre än vår sol, nästan lika liten som jorden, ger astronomer en sällsynt möjlighet att karakterisera steniga planeter.

"Om det finns stenplaneter runt vita dvärgar, vi kan upptäcka tecken på liv på dem under de närmaste åren, " sa motsvarande författare Lisa Kaltenegger, docent i astronomi vid College of Arts and Sciences och chef för Carl Sagan Institute.

Medförfattare Ryan MacDonald, en forskarassistent vid institutet, sa James Webb Space Telescope, planerad att lanseras i oktober 2021, är unikt placerad för att hitta signaturer av liv på steniga exoplaneter.

"När man observerar jordliknande planeter som kretsar kring vita dvärgar, rymdteleskopet James Webb kan upptäcka vatten och koldioxid inom några timmar, ", sa MacDonald. "Två dagars observationstid med detta kraftfulla teleskop skulle möjliggöra upptäckten av biosignaturgaser, som ozon och metan."

Upptäckten av den första transiterande jätteplaneten som kretsar kring en vit dvärg (WD 1856+534b), meddelade i en separat tidning - ledd av medförfattaren Andrew Vanderburg, biträdande professor vid University of Wisconsin, Madison – bevisar att det finns planeter runt vita dvärgar. Kaltenegger är medförfattare till detta papper, också.

Denna planet är en gasjätte och kan därför inte upprätthålla liv. Men dess existens tyder på att mindre steniga planeter, som kunde upprätthålla livet, kan också existera i vita dvärgars beboeliga zoner.

"Vi vet nu att jätteplaneter kan existera runt vita dvärgar, och bevis sträcker sig tillbaka över 100 år som visar stenigt material som förorenar ljus från vita dvärgar. Det finns säkert små stenar i vita dvärgsystem, " sa MacDonald. "Det är ett logiskt steg att föreställa sig en stenig planet som jorden kretsar kring en vit dvärg."

Forskarna kombinerade state-of-the-art analystekniker som rutinmässigt används för att detektera gaser i gigantiska exoplanetatmosfärer med Hubble Space Telescope med modellatmosfärer av vita dvärgplaneter från tidigare Cornell-forskning.

NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite letar nu efter sådana steniga planeter runt vita dvärgar. Om och när en av dessa världar hittas, Kaltenegger och hennes team har utvecklat modellerna och verktygen för att identifiera tecken på liv i planetens atmosfär. Webb-teleskopet kan snart påbörja denna sökning.

Konsekvenserna av att hitta signaturer av liv på en planet som kretsar kring en vit dvärg är djupgående, sa Kaltenegger. De flesta stjärnor, inklusive vår sol, kommer en dag att sluta som vita dvärgar.

"Tänk om stjärnans död inte är slutet för livet?" Hon sa. "Kunde livet fortsätta, även när vår sol har dött? Tecken på liv på planeter som kretsar kring vita dvärgar skulle inte bara visa livets otroliga uthållighet, men kanske också en inblick i vår framtid."