První pozorovaná velká exoplaneta v blízkosti bílého trpaslíka přichází o svou atmosféru

10. 12. 2019

Bílý trpaslík Exoplanety VLT SDSS

Vědecký tým vedený Borisem Gänsickem objevil první velkou exoplanetu obíhající bílého trpaslíka. Tato planeta je vystavena intenzivním hvězdným větrům a postupně přichází o svou atmosféru. Naznačuje to spektroskopická analýza světla hvězdy, podle které se v její blízkosti nachází chemické prvky nezvyklé pro bílé trpaslíky, za to poměrně časté u plynných obrů.

Bílý trpaslík, planeta

Image credit: ESO

Když hvězdě velikosti Slunce dojde palivo pro termojadernou fúzi, odhodí svrchní vrstvy do svého okolí a její jádro se smrskne do malého hustého objektu. Výsledný bílý trpaslík dosahuje hmotnosti srovnatelné s hmotností Slunce, velikostí je však srovnatelný například se Zemí.

Vědci předpokládají, že z 98 % hvězd ve vesmíru nakonec vzniknou bílí trpaslíci. Neprobíhá v nich už termojaderná fúze a v průběhu svojí existence postupně chladnou. Nakonec z bílého trpaslíka vznikne trpaslík černý, je k tomu ale potřeba více času, než je stáří vesmíru.

Tým složený z vědců z Velké Británie, Německa a Čile zpočátku analyzoval data více než 7 tisíc bílých trpaslíků identifikovaných při Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Hvězda s označením WDJ0914+1914 se však od ostatních lišila: zjistili u ní chemické složení, které doposud u bílých trpaslíků nebylo pozorováno. Obsahovala kromě vodíku také kyslík a síru.

Při podrobnějším prozkoumání pomocí teleskopu VLT vědci zjistili, že detekované prvky nevychází přímo z hvězdy, ale z disku plynů, který ji obklopuje. Pozorované množství navíc odpovídalo tomu, jaké se vyskytuje u planet Neptun a Uran ve sluneční soustavě.

Pomocí simulací potom vědci přišli s tím, jak systém hvězdy WDJ0914+1914 pravděpodobně vypadá. Bílého trpaslíka ve vzdálenosti pouhých 0,07 AU obíhá planeta nejméně 2x větší než samotná hvězda. Trpaslík WDJ0914+1914 je velmi horká hvězda a vanou z ní silné větry, které s sebou odnáší horní vrstvy planetární atmosféry. Větší část těchto plynů uniká do vesmíru, část je však zachycena gravitací hvězdy a vytváří kolem ní disk hmoty, kterou nakonec hvězda pohltí.

Exoplaneta WDJ0914+1914b se nachází svojí hvězdě velmi blízko, dokonce tak blízko, že by na tomto místě nemohla přežít fázi rudého obra, která bílému trpaslíku předchází. Je tedy pravděpodobné, že se na toto místo dostala až po odeznění fáze rudého obra, možná interakcí s jinou planetou. Ta však detekována zatím nebyla.

Závěry výzkumu byly publikovány v magazínu Nature.