Other Earths may orbit around white dwarfs

A recent paper suggests that potentially habitable planets orbiting white dwarfs could be much easier to find, if they exist, than others located far away, the Science Daily reported Thursday.

In the study published online in the Astrophysical Journal Letters, Eric Agol, an associate professor of astronomy from the University of Washington, suggests that the best place to look for planets that can support life is around the dim, dying stars.

White dwarfs have about 60 percent of the mass of the sun but by volume are only about the size of Earth. They are much cooler than the sun and emit tiny amount of its energy so the livable zones for their planets are significantly closer than Earth is to the sun.

“If a planet is close enough to the star, it could have a stable temperature long enough to have liquid water at the surface and that’s a big factor,” said Agol.

A planet so close to its star could be observed using an Earth-based telescope, as small as 1 meter across as the planet passes in front of the white dwarf.

In order for it to be habitable, it needs to move very close to the white dwarf, perhaps 800,000 to 3.2 million kilometers from the star. That’s less than 1 percent of the distance from Earth to the sun (150 million km) and substantially closer than Mercury is to the sun (57 million km).

The nearest white dwarf to Earth is Sirius B at a distance of about 8.5 light years. It is believed to once have been five times more massive than the sun, but now it has about the same mass as the sun packed into the same volume as Earth.

Agol is proposing a survey of the 20,000 white dwarfs closest to Earth.

백색왜성 주변에 `슈퍼지구' 존재 가능성 높아

밤하늘에서 작은 보석처럼 반짝이는 `백색 왜성'은 생애의 마지막 단계에 와 있는 별이지만 그 주변에서는 생명체가 살 수 있는 행성들을 다른 어느 별에서보다 쉽게 발견할 가능성이 있다는 최신 연구가 나왔다고 사이언스 데일리가 31일 보도했다.

미국 워싱턴 주립대 연구진은 백색왜성 주위에 슈퍼지구가 존재한다면 다른 별 주위에서보다 찾기가 훨씬 쉬울 것이라고 천체물리학 저널 최신호에 발표했다.

백색왜성은 일반적으로 질량이 태양의 60% 정도이지만 부피는 지구만 하며 온도는 태양보다 훨씬 낮아 방출하는 에너지양도 훨씬 작고 따라서 생명체가 살 수 있을만한 행성들과의 거리도 지구-태양 거리보다 훨씬 가깝다.

연구진은 "행성이 중심별과 가까우면 오랫동안 일정한 온도를 유지해 생명체 존재의 기본 조건인 `표면의 액체 상태 물' 갖고 있을 가능성이 있다"고 지적했다.

이들은 또 중심별과 아주 가까운 행성들은 반사경 지름 1m의 소형 지상 우주망원경으로도 천이(지구에서 볼 때 행성이 중심별 앞을 지나가는 것)현상을 관찰하는 것이 가능하다고 밝혔다.

백색왜성은 우리 태양처럼 질량이 작은 별이 진화한 마지막 단계를 가리킨다. 즉 별의 핵에서 더 이상 핵융합이 일어나지 않게 되면 핵 외부의 수소를 연소하기 시작하며 이 과정에서 바깥층이 가열돼 팽창하고 붉은색을 띠는 적색거성이 된다. 그러나 어느 한도 이상 커지면 별의 외곽층이 중력권에서 벗어나 우주공간으로 떨어져 나가고 서서히 식어가면서 반짝이는 핵만 남게 되는데 이것이 바로 백색왜성이다.

백색왜성은 표면 온도가 5천℃ 정도로 마치 꺼져가는 벽난로 속의 잉걸불처럼 열과 빛을 발산하는데 이런 과정이 약 30억년동안 계속된다.

적색거성이 바깥층을 떨어 버리고 나면 멀리 있던 행성들이 가까이 접근하기 시작하며 어쩌면 별 형성 과정에서 남아있던 파편의 고리로부터 새로운 행성이 생길 가능성도 있다고 연구진은 지적했다.

어느 경우든 행성에 생명이 존재할 수 있으려면 백색왜성으로부터 80만~320만㎞ 거리로 다가와야 한다. 이는 태양-지구 간 거리(1억5천만㎞)는 물론 태양-수성 간 거리(5천700만㎞)보다도 훨씬 가까운 것이다.

이런 환경이라면 행성에서 볼 때 중심별이 우리 태양보다 약간 커 보이고 보다 짙은 주황색을 띠겠지만 태양과 매우 비슷하게 보일 것이며 조석 고정이 돼 있어 항상 태양의 같은 면을 보게 된다는 것이다. 이 때문에 중심별을 향하는 면은 항상 뜨겁고 반대편은 항상 어둠에 잠겨 있게 되는데 생명체가 살 수 있는 환경은 이 두 면의 경계지대일 것으로 추측된다.

지구에서 가장 가까운 백색왜성은 8.5광년 거리에 있는 시리우스 B이다. 이 별은 한때는 우리 태양보다 5배나 컸지만 지금은 우리 태양을 지구 부피로 압축한 것과 같은 질량을 갖고 있다.

연구진은 지구에서 가장 가까운 백색왜성 2만개에 대해 우선 조사를 시작할 것을 제안했다.