一般相対性理論が白色矮星周囲の居住可能惑星を保存する可能性
新しい研究によると、アインシュタインの一般相対性理論が、白色矮星の狭い居住可能帯内の岩石惑星を潮汐加熱から不安定化するのを防ぐ可能性がある。研究者らは、理論の効果による軌道進行が内側の惑星をより大きな伴星から分離し、生命が兆年単位で持続することを可能にするかもしれないと発見した。これは、そのような世界で暴走温室効果を予測した以前のモデルに挑戦する。
白色矮星は、私たちの太陽のような星が赤色巨星に膨張し、外層を失った後の密度の高い残骸で、兆年単位でゆっくりと冷えていく。巨惑星がこれらの恒星の死骸を周回しているのが観測されており、一部の世界が主星の劇的な死の苦痛を生き延びることを示している。しかし、数百万キロメートル以内の狭い居住可能帯—液体水が存在し得る領域—にある岩石惑星は、より大きな伴星との潮汐相互作用による脅威にさらされている。
以前のシミュレーションでは、内側の世界の距離の18倍以内で地球質量以上の外惑星が深刻な潮汐加熱を引き起こす可能性があると警告していた。この摩擦は、金星に似た暴走温室効果を引き起こし、内側の惑星を居住不可能にするだろう。
しかし、ウィスコンシン大学マディソンのエヴァ・スタフネとジュリエット・ベッカーのモデリング研究は一般相対性理論を組み込み、保護メカニズムを明らかにした。この理論は、質量の大きな物体が時空を歪め、重力井戸を作成し、内側の惑星の軌道を進行させる—ゆっくりと回転し、外側の伴星とずれが生じる—ことを説明する。「進行が起こり、外側の惑星を内側の惑星から分離する」とスタフネは説明し、極端な潮汐効果を防ぐ。「過去のシミュレーションは一般相対性理論を含んでいなかったが、これはこうした近接系でそれを含めるよう人々に伝えている」。
ベッカーは展望が大幅に改善すると付け加える：「一般相対性理論を加えると、それほど深刻ではない」として、比較可能な距離にある海王星サイズの外惑星でも居住可能性を許容する。
ミシガン大学の天文学者メアリー・アーン・リンバッハは、そのような系は依然として推測的だと警告する。「白色矮星周囲に居住可能惑星があるかどうかも知らない」と彼女は言うが、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のような望遠鏡がこれらの星近くの岩石世界を探している。arXivに掲載された研究（DOI: 10.3847/1538-4357/ae07c6）は、時空の曲率が正確な条件下で遠方の生命を持続させる可能性を強調する。リンバッハは、どんな住人でも人間より一般相対性理論を容易に理解できるかもしれないと推測する。