Gravitační čočka vyvolaná bílým trpaslíkem. Credit: NASA/JPL-Caltech

Bílí trpaslíci patří mezi nejvíce fascinující objekty ve vesmíru. Hvězdy podobné Slunci nekončí dramatickým výbuchem supernovy ale mnohem poklidnější a delší fází rudého oba. Po něm hvězda odhodí svou plynnou obálku, ze které se stane planetární mlhovina. Na místě hvězdy zůstává malé, extrémně husté a horké obnažené jádro alias bílý trpaslík.

Typický bílý trpaslík má velikost podobnou Zemi a hmotnost okolo poloviny Slunce. Nacházíme však také podstatně méně hmotné bílé trpaslíky, kteří mají jen 0,15 až 0,3 Slunce.

Podobné objekty na první pohled nabourávají teorie. Pokud má bílý trpaslík velmi nízkou hmotnost, musela mít nízkou hmotnost také původní hvězda. Ve vesmíru platí nepřímá úměra, že čím je hvězda méně hmotná, tím delší život ji čeká. Hvězdy s nižší hmotností zkrátka ještě nemohly dospět do fáze bílého trpaslíka. Proces u nich trvá déle, než je stáří vesmíru.

Většina vesmírných záhad se dříve nebo později vysvětlí. V případě bílých trpaslíků o nízké hmotnosti musíme hledat vysvětlení v těsných binárních systémech. Okolo společného těžiště obíhají dvě hvězdy. Jedna z nich materiál postupně ztrácí, její hmotnost klesá, což se sice neprojeví na prodloužení věku hvězdy, ale jakmile se z ní stane bílý trpaslík, tak má i on menší hmotnost.

Potížista jménem KIC 8145411

Kento Masuda (NASA Sagan Fellow at Princeton University) a jeho kolegové využili data z Keplera k objevu zajímavého systému KIC 8145411. Tvoří ho normální hvězda podobná Slunci a bílý trpaslík o hmotnosti jen 0,2 Slunce.

Kepler se proslavil lovem tranzitů ale také zákrytových dvojhvězd, což je vlastně totéž, jen místo planety máme další hvězdu a obě se vzájemně zakrývají. KIC 8145411 byl však objeven trochu jinou metodou.

Život před smrtí hvězdy: Jak se rozšíří obyvatelná oblast ve fázi rudého obra?

Je to jeden z pěti známých případů binární gravitační čočky. Jak bílý trpaslík obíhá okolo hvězdy, nastávají tři situace: bílý trpaslík je úhlově vedle hvězdy a my pozorujeme světlo z obou hvězd, bílý trpaslík je schovaný za hvězdou a my pozorujeme jen její světlo (tedy nepatrný pokles celkové jasnosti). Třetí situace je nejzajímavější. Je důkazem teorie relativity. Bílý trpaslík se dostane před hvězdu a svou gravitací ohne a zesílí její světlo. Na rozdíl od tranzitu, kdy jasnost klesá, v tomto případě naopak jasnost systému vystřelí nahoru.

Na první pohled je u KIC 8145411 vše v pořádku. Hmotnost bílého trpaslíka je sice nerealistická, ale už víme, že pokud je v páru s jinou hvězdou, tak to dokážeme vysvětlit. Původní hvězda byla hmotnější, ale její sestřička ji kradla materiál… Má to však háček.

Pokud má tato berlička vysvětlující nízkou hmotnost trpaslíka platit, musí jít o těsný binární systém. Obě hvězdy musí být velmi blízko od sebe. A to v případě KIC 8145411 neplatí. Hvězda se nachází 1,3 AU daleko. Obě složky okolo sebe obíhají s periodou 450 dní.

Autoři studie se snažili najít různé scénáře, kterými by mohli nízkou hmotnost bílého trpaslíka vysvětlit. Patří mezi ně třeba dávná existence třetí hvězdy, která byla vyhozena ven ze systému nebo spolknuta. Žádný scénář však nedokáže záhadu jednoznačně vysvětlit.

Pravděpodobnost, že Kepler dokázal podobný systém najít, je poměrně malá. Mělo by se mu to díky vhodné konfiguraci systému povést jen u jednoho z dvou set případů.

Systémů, jako je KIC 8145411, může být více. Jakmile je najdeme, přijdeme snad i na kloub záhady jejich nízké hmotnosti.

Zdroj: Self-lensing Discovery of a 0.2 M ⊙ White Dwarf in an Unusually Wide Orbit around a Sun-like Star*