Další zvláštní úlovek Keplera: místo emzáku tentokrát drcený asteroid

Asteroid nebo menší planeta u bílého trpaslíka v představách malíře. Credit: CfA/Mark A. Garlick
Asteroid nebo menší planeta u bílého trpaslíka v představách malíře. Credit: CfA/Mark A. Garlick
www.novedalekohledy.cz

Dalekohled Kepler pozoroval další neobvyklou světelnou křivku. Jasnost hvězdy poklesla dokonce až o 40 procent, což je ještě mnohem více než u KIC 8462852. Tentokrát ale nikdo s mimozemšťany nevyrukoval. Oproti KIC 8462852 je zde několik odlišností. Kepler pozoroval danou část oblohy nikoliv během první mise ale v rámci nové mise K2, kdy se na jedno zorné pole zaměří na necelé tři měsíce.

K dispozici tak máme data z relativně krátké doby. Oblast v souhvězdí Panny pozoroval Kepler konkrétně od 30. května do 21. srpna minulého roku. Pokles jasnosti o 40 procent může vypadat bombasticky – vždyť planeta způsobí pokles jasnosti maximálně o procento či dvě, ale vysvětlení je tentokrát jednoduché. Pozorovaným objektem s označením WD 1145+017 je totiž bílý trpaslík.

Také naše Slunce se jednoho dne stane rudým obrem. Po odhození plynné obálky zůstane v centru Sluneční soustavy objekt o zhruba poloviční hmotnosti Slunce ale o velikosti asi Země. Bílý trpaslík, který je v podstatě obnaženým hvězdným jádrem, je z počátku velmi horký a samozřejmě je velmi hustý.

Pro nás je ale důležitá jeho velikost. Ta je srovnatelná se Zemí (přibližně), takže i tranzit malého objektu způsobí velký pokles jasnosti.

Astronomové již dříve prozkoumali atmosféry některých trpaslíků a zjistili, že čtvrtina až polovina z nich je znečištěna. V atmosféře se nacházejí prvky těžší než hélium, které tam nemají co dělat. Přesněji, abychom byli korektní, být tam mohou, ale velmi rychle zmizí, pokud nejsou nějakým způsobem doplňovány.

Světelná křivka - červenou barvou je znázorněn tranzit planety, modře to, co pozoroval Kepler. Credit: CfA/A. Vanderburg
Světelná křivka – červenou barvou je znázorněn tranzit planety, modře to, co pozoroval Kepler. Credit: CfA/A. Vanderburg

Vysvětlením je, že se k bílému trpaslíkovi přiblížil asteroid, který byl roztrhán, a jeho zbytky pak dopadly do atmosféry trpaslíka.

Kepler nyní vůbec poprvé pozoroval tento jev ještě před jeho koncem. U bílého trpaslíka WD 1145+017 bylo objeveno několik periodických poklesů jasnosti. Pravděpodobně tak pozoruje oběh hromady trosek a to zřejmě i v doprovodu velkého oblaka prachu, který blokuje světlo trpaslíka.

Vědci provedli simulaci pro oběh šesti asteroidů s oběžnou dobou 4,5 až 4,9 hodin po kruhové dráze a zjistili, že model je stabilní v případě, že hmotnost asteroidů je menší nebo srovnatelná s trpasličí planetou Ceres.

Výhodou je, že tyto objekty podle pozorování Keplera obíhají blízko trpaslíka, takže zde můžeme pracovat s Rocheovou mezí. Ta zjednodušeně určuje, jak blízko se může objekt přiblížit (v našem případě k hvězdě), aby nebyl roztrhán slapovými silami. Rocheova mez závisí na velikosti většího tělesa (bílého trpaslíka) a hustotě obou těles. V případě bílého trpaslíka známe nebo můžeme odhadnout oba parametry, takže není těžké dopočítat, že objekt nebo objekty, které před trpaslíkem tranzitují, musí mít hustotu větší než 2000 kg/m3, takže se jedná o kamenné objekty.

Hypotézu později potvrdily i spektrální pozorování. V atmosféře trpaslíka byly objeveny těžší prvky jako je hořčík, hliník, křemík, vápník, železo a nikl.

Podle simulací, by mělo z asteroidů unikat asi 8 000 tun materiálu za sekundu, aby Kepler pozoroval to, co pozoroval.

Zdroje: A Disintegrating Minor Planet Transiting a White Dwarf, NASA