白色矮星を周回する系外惑星の居住可能性を評価 (UC Irvine astronomers gauge livability of exoplanets orbiting white dwarf stars)

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2025-02-13 カリフォルニア大学アーバイン校 (UCI)

カリフォルニア大学アーバイン校の天文学者チームは、白色矮星を周回する太陽系外惑星の居住可能性を評価するため、3D全球気候モデルを用いて、白色矮星と主系列星(太陽と同様の段階にある星)を周回する仮想の惑星の気候を比較しました。その結果、白色矮星の周囲にある惑星は、主系列星の惑星と同様のエネルギー分布を持ちながらも、より温暖な気候を持つ可能性が示唆されました。これは、白色矮星のハビタブルゾーン(液体の水が存在し得る領域)が星に非常に近いため、惑星の自転周期が約10時間と非常に短く、これにより雲の循環パターンが変化し、表面温度に影響を及ぼすためです。この研究は、白色矮星が生命を支える惑星を持つ可能性を再評価する必要性を示唆しています。

<関連情報>

主系列系太陽系外惑星と比較した居住可能な白色矮星の表面温度の上昇 Increased Surface Temperatures of Habitable White Dwarf Worlds Relative to Main-sequence Exoplanets

Aomawa L. Shields, Eric T. Wolf, Eric Agol, and Pier-Emmanuel Tremblay
The Astrophysical Journal  Published: 2025 January 16
DOI:10.3847/1538-4357/ad9827

白色矮星を周回する系外惑星の居住可能性を評価 (UC Irvine astronomers gauge livability of exoplanets orbiting white dwarf stars)

Abstract

Discoveries of giant planet candidates orbiting white dwarf (WD) stars and the demonstrated capabilities of the James Webb Space Telescope bring the possibility of detecting rocky planets in the habitable zones (HZs) of WDs into pertinent focus. We present simulations of an aqua planet with an Earth-like atmospheric composition and incident stellar insolation orbiting in the HZ of two different types of stars—a 5000 K WD and main-sequence K-dwarf star Kepler-62 (K62) with a similar effective temperature—and identify the mechanisms responsible for the two differing planetary climates. The synchronously rotating WD planet’s global mean surface temperature is 25 K higher than that of the synchronously rotating planet orbiting K62, due to its much faster (10 hr) rotation and orbital period. This ultrafast rotation generates strong zonal winds and meridional flux of zonal momentum, stretching out and homogenizing the scale of atmospheric circulation, and preventing an equivalent buildup of thick, liquid water clouds on the dayside of the planet compared to the synchronous planet orbiting K62, while also transporting heat equatorward from higher latitudes. White dwarfs may therefore present amenable environments for life on planets formed within or migrated to their HZs, generating warmer surface environments than those of planets with main-sequence hosts to compensate for an ever shrinking incident stellar flux.

1701物理及び化学
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