Ztracené pulzarové planety. Doplácejí na svou rozpínavost

umělcova představa pulsaru Zdroj: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC).

Když jsme začali s honem na exoplanety, první z nich jsme objevili u pulzarů, hvězdách v posledním stádiu vývoje, kde je nehostinné prostředí pro jakýkoliv život. Jenže od objevu první exoplanety uplynulo už 25 let a vypadá to, že planety u pulzarů jsou spíš jen hříčkou přírody a my měli štěstí.

Pulsary jsou rychle rotující zbytky hmotných hvězd, které vybuchly jako supernovy. Když kolem nich astronomové objevili planety, byli poměrně zmateni. V tomhle prostředí člověk planety nečeká.

Pulsar je výjimka

Stačí si vybavit dokumentární filmy o osudu Sluneční soustavy a hned je nám jasné, že pozdní fáze vývoje hvězd planety většinou nepřežijou. Jenže výjimka potvrzuje pravidlo. Ale vlastně jen někdy. Od dob objevu první exoplanety obíhající pulsar jsme objevili jen čtyři další. Čili zhruba jedno procento známých pulzarů hostí exoplanety. Proč jsou tak vzácné a jak se mohly zformovat?

Otázky a odpovědi

Zodpovědět podobné otázky se nedávno snažil tým amerických vědců. Přišli celkem se čtyřmi možnými vysvětleními, jak by se pulsary mohly stát domovskými hvězdami exoplanet. První z možností počítá s tím, že planeta ‘jednoduše’ přežije výbuch supernovy. Háček je v tom, že většina astronomů věří v to, že planety se nemohou formovat u hvězd, které přesáhnou trojnásobek hmotnosti Slunce. Lépe řečeno, takové planety jsme ještě nenašli a hledáme docela usilovně. Navíc pro to, aby hvězda vybuchla jako supernova, potřebujeme zhruba osminásobek sluneční hmotnosti.

A planeta by musela odolat rozpínání domovské hvězdy. Ačkoliv se nejedná o možnost stoprocentně vyloučitelnou, pravděpodobnost něčeho takového je velmi nízká. Alternativou je formace planet po výbuchu supernovy. Materiál, který původně tvořil domovskou hvězdu se shromáždí okolo neutronové hvězdy ve formě disku a v něm se ,stejně jako kolem ‘normální’ hvězdy, můžou začít rodit planety. Problém je v tom, že když se rodí planeta ‘obyčejným způsobem’, všechno rychle rotuje a často se sráží. Tady není žádný impuls k rotaci a srážek tak bude minimum. Jinak řečeno, planety si pulsar sám jen tak snadno nepořídí.

Vesmírné scénáře

Mnohem zajímavější možnosti se naskytnou, zamyslíme-li se nad tím, co se stane, když je nedaleko pulsaru další hvězda. Skoro každá hvězda, jejíž hmotnost je dostatečná na to, aby se z ní stala supernova, se rodí v páru. Nepříliš hmotné hvězdy dělající společnost pulzarům se mohou po čase vypařit a zůstane po nich jen jádro, velikosti připomínající planetu. Popřípadě se z materiálu po vypaření hvězdy může zformovat disk, který má dostatečnou rychlost pro srážky a formování planet. Zajímavé je, jak dobře scénář s vypařováním sedí na naše statistiky. Jen asi 10% hvězd sousedících s pulsary mají tak nízkou hmotnost, že by se mohly vypařit. A jen 10% z nich je natolik stabilních na své dráze, že přežijou výbuch supernovy v sousedství. A voila, tedy jen 1% je vůbec schopné hostit planety, pokud počítáme s tím, že vznikají destrukcí sousední hvězdy. Statistika sedí.

Hvězdný prach

Samozřejmě se jedná o velmi specifické podmínky. Ze všech pěti nám známých planet obíhajících kolem pulzarů, vědci věří že tři planety obíhající pulsar PSR B1257+12 vznikly z prachového disku, který zbyl po vypařené hvězdě, planeta obíhající PSR J1719-1438 je jádrem vypařeného bílého trpaslíka a PSR B1620-26 má planetu díky tomu, že zachytil bílého trpaslíka i s jednou planetou, která teď obíhá pulsar i bílého trpaslíka zároveň. Zní to jako docela hodně náhod, ale koneckonců, vesmír je dost velký na to, aby se něco takového mohlo stát. Tak co, uvěříte hvězdám vypařeným až na velikost planet? Nebo je to jen sci-fi?

Text: Jana Poledníková