Jak časté jsou exoplanety u bílých trpaslíků?

Disk a asteroid u bílého trpaslíka. Credit: Foto: ESA/Hubble, Wikipedia, CC BY 4.0
Disk a asteroid u bílého trpaslíka. Credit: Foto: ESA/Hubble, Wikipedia, CC BY 4.0

Smrt se nevyhýbá ani hvězdám. Každá z nich dříve či později nějak skončí. Většina hvězd se stane bílými trpaslíky a to včetně našeho Slunce. To jsou také důvody, proč nás tyto objekty hodně zajímají.

Bílý trpaslík je objekt o velikosti Země ale hmotnosti srovnatelné se Sluncem. Jedná se fakticky o obnažené a pomalu chladnoucí jádro bývalé hvězdy. Vzhledem k tomu, že bílý trpaslík vyzařuje záření (a z astrobiologického hlediska celkem pěkné), tak existují i teoretická cvičení, která si pohrávají s otázkou obyvatelné oblasti okolo bílých trpaslíků.


Fázi bílého trpaslíka předchází fáze rudého obra a to není zrovna období, kdybyste chtěli být planetou ve vnitřních částech systému. Mohly některé planety přežít? Možná ano a mohly migrovat směrem k hvězdě. Nebo možná mohli vzniknout až po fázi rudého obra!

Bílý trpaslík sice pomalu chladne, ale 3 až 4 miliardy let okolo něj mohou být podmínky vhodné k životu. Pro bílé trpaslíky o hmotnosti 0,4 až 0,9 Slunce a teplotě nižší než 10 000 K by se obyvatelná oblast nacházela ve vzdálenosti 0,005 až 0,2 AU.

Nevíme, co se děje v planetárních systémech mezi hlavní posloupností (kdy je na tom hvězda podobně jako Slunce) a bílým trpaslíkem. Nuda to ale rozhodně nebude! Asi 25 až 50 % bílých trpaslíků je špinavých. V jejich atmosférách se nachází prvky, které tam nemají být. Podle teorie se jedná o trosky, které do atmosféry trpaslíka dopadly… trosky asteroidů a možná i planet. Okolo necelých 5 % bílých trpaslíků byly dokonce objeveny disky trosek.

Jak už jsme psali v úvodu, bílý trpaslík je na kosmická měřítka skutečným trpaslíkem. Jeho velikost je podobná Zemi, takže případný tranzit planety o velikosti Země způsobí pokles jasnosti, který je 104krát hlubší, než tranzit stejné planety před hvězdou podobnou Slunci.

Exoplanety u bílých trpaslíků se hledají už hodně dlouho. Dokonce se do toho koordinovaně pustili i amatéři, ale zatím nic.

Nyní vyšla studie, která se snažila omezit výskyt planet u bílých trpaslíků na základě dat z mise K2 dalekohledu Kepler.

Během třinácti pozorovacích kampaní se Keplerovi dostalo do hledáčku 1148 bílých trpaslíků. Na první pohled je to slušný vzorek, ale ve skutečnosti je hodně malý. Tranzitní fotometrie je hodně nenažraná metoda. Pravděpodobnost, že bude planeta tranzizovat, je poměrně malá, takže cílových hvězd potřebujete desítky tisíc a ne stovky.

Data z K2 stačí na hrubé odvození závěrů pro planety s oběžnou dobou kratší než 10 dnů. Pravděpodobnost detekce s rostoucí vzdáleností od trpaslíka rychle klesá. Kepler má také dobrou šanci najít objekty menší než 1,5 Země a dokonce i o velikosti 0,125 Země. V případě větších objektů u bílých trpaslíků už můžeme pracovat i s daty ze Země.

Komplikací pro studii byla také jasnost bílých trpaslíků, která není velká – v průměru kolem 18 mag.

Výsledky:

  • horcí jupiteři u bílých trpaslíků neexistují, nebo jsou hodně vzácní (pod 1,5 %)
  • planet podobných Zemi (1 až 2 poloměry Země) bude u bílých trpaslíků pod 28 %, což je podobné jako u hvězd hlavní posloupnosti.

Jedná se samozřejmě o horní limity. Musíme si počkat na další pozorování pozemských i kosmických projektů, abychom se o výskytu planet u bílých trpaslíků dozvěděli více.

Související článek:

Kamenožrout WD 1145+017: u bílého trpaslíka se děje něco velkého

Zdroj: The occurrence of planets and other substellar bodies around white dwarfs using K2