Znanstvenici sa Sveučilišta Wisconsin–Madison otkrili su da Einsteinova opća teorija relativnosti može stabilizirati orbite planeta koji kruže oko bijelih patuljaka i time stvoriti uvjete pogodne za život. Rezultati računalnih simulacija upućuju na to da bi ti zvjezdani ostaci mogli imati širu nastanjivu zonu nego što se dosad mislilo.
Bijeli patuljak je zvjezdani ostatak koji nastaje kada zvijezda slična Suncu potroši svoje gorivo i odbaci vanjske slojeve. Iako su manji i mnogo bljeđi od izvorne zvijezde, ti užareni i vrlo gusti objekti i dalje zrače toplinu. Njihova nastanjiva zona, područje u kojem bi na površini planeta mogla postojati tekuća voda, nalazi se svega nekoliko milijuna kilometara od zvijezde, što je u astronomskim razmjerima iznimno blizu.
Do sada su otkriveni veliki planeti koji kruže oko bijelih patuljaka, no smatralo se da život na njima nije moguć. Razlog su plimne sile koje nastaju kada bliski prateći planet povlači gravitacijom nastanjivi planet, izdužujući njegovu orbitu u elipsu. Takvo istezanje i sabijanje unutrašnjosti planeta stvara trenje i toplinu koja može izazvati pojačani efekt staklenika. Time bi se isparili oceani i jezera te onemogućio razvoj života.
Einsteinova teorija kao stabilizator orbite
Koristeći računalne simulacije, astrofizičarke Eva Stafine i Juliette Becker pokazale su da opća teorija relativnosti može spriječiti taj destruktivni proces. Prema Einsteinovoj teoriji, gravitacija bijelog patuljka uzrokuje da se orbita planeta polako zakreće, što ograničava njezinu izduženost i smanjuje plimno zagrijavanje.
Drugim riječima, relativistički učinci djeluju poput gravitacijskog stabilizatora: orbitu drže dovoljno pravilnom da se toplina u unutrašnjosti planeta ne poveća do razine koja bi uništila uvjete za život. Time bi površina mogla zadržati tekuću vodu, a planet ostati potencijalno nastanjiv.
Šira nastanjiva zona zahvaljujući relativnosti
Znanstvenici su proveli seriju simulacija, s uključenim i isključenim učincima opće teorije relativnosti. Pokazalo se da bez relativističkog učinka većina planeta u nastanjivoj zoni postaje pregrijana zbog utjecaja obližnjih planeta. No kada se u obzir uzme opća teorija relativnosti, nastanjiva zona se znatno širi, a rizik od nekontroliranog efekta staklenika se smanjuje.
Ovaj rezultat znači da planeti koji bi se ranije smatrali preblizu bijelom patuljku sada mogu imati stabilne i umjerene uvjete. Time se povećava broj mogućih svjetova na kojima bi se život mogao održati i nakon što njihova matična zvijezda ugasne.
Značenje za buduća istraživanja
“Naša istraživanja pokazuju da opća teorija relativnosti može djelovati kao dinamički štit u kompaktnim planetarnim sustavima koji nastaju nakon završetka životnog ciklusa zvijezde. Tu zaštitnu ulogu treba uzeti u obzir u budućim procjenama nastanjivosti planeta oko bijelih patuljaka”, navode autorice u svom radu.
Takav pristup, ističu, omogućit će šire pretraživanje potencijalno nastanjivih planeta izvan Sunčeva sustava. Rezultati bi mogli pomoći astronomima da usmjere potragu prema najperspektivnijim kandidatima za promatranja pomoću naprednih instrumenata, poput Svemirskog teleskopa James Webb, najvećeg i najmoćnijeg teleskopa dosad poslanog u svemir.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
