Sciencemag.cz
Doporučujeme
Pulsar je neutronová hvězda, takže logicky se zde planetám moc dařit nebude. Přesto první objev exoplanety z r. 1992 se uskutečnil právě u pulsaru PSR B1257+12, vzdáleného od Slunce asi 2 300 světelných let. Postupně byly v tomto systému objeveny hned 3 planety.
Nyní vědci z University of Manchester (první autorka studie Iuliana Nitu) zkoumali 800 známých pulsarů, aby zjistili, zda nějaké planety neobíhají i kolem nich. Neproběhla přitom žádná nová pozorování, ale pouze analýza stávajících dat o pulsarech cílená tímto směrem.
Pulsary jsou rychle rotující neutronové hvězdy, které prošly fází supernovy a to planety mohou těžko přežít. Tudíž pravděpodobnost existence planety v takovém systému je samozřejmě malá, nicméně na druhé straně lze takový objekt zase poměrně snadno odhalit. Při tzv. časová pulsarů (pulsar timing) dokážeme zachytit přítomnost planet mnohem přesněji (= detekujeme i menší planety) než při hledání exoplanet nejčastější tranzitní metodou. Pro srovnání: u pulsaru PSR B1257+12 má jedna z planet hmotnost 0,02 Země. Naproti tomu nejmenší planeta nalezená tranzitní metodou má zatím asi 80 % hmotnosti Země.
Kde vůbec planety u neutronové hvězdy mohou vzít? První možností je dvojhvězdný systém, kdy se „normální“ hvězda s planetami srazí s tou neutronovou a ta přitom některé planety „přebere“. Výsledkem by byla výstřední oběžná dráha takových planet. Druhou možností je planeta (rovněž) s nějakou velmi excentrickou oběžnou dráhou, která by přežila i výbuch supernovy (nepravděpodobné). Pravděpodobnější už je, že planeta se posléze utvoří z materiálu, který vyvrhla samotná supernova. Část hmoty může být gravitací neutronové hvězdy zachycena, vytvoří protoplanetární disk a jeho akrecí (růstem menších těles gravitací) pak vzniknou i planety druhé generace. Tímto způsobem by vznikla soustava, kde by planet bylo nejspíš více, menších a obíhaly kolem pulsaru celkem „normálně“ (po téměř kruhových drahách). Nakonec zde existuje ještě čtvrtý scénář, kdy dojde ke srážce neutronových hvězd ve dvojhvězdě, jedna se přitom nějak naruší, částečně vypaří atd. To, co z ní zůstane, pak můžeme považovat za (exo)planetu. Mimochodem – složena má v takovém případě být téměř výhradně z diamantů.
A jak dopadl samotný závěr průzkumu dat? „Zjistili jsme, že u dvou třetin našich pulsarů je velmi nepravděpodobné, že by měly planety o hmotnosti vyšší než 2–8 hmotností Země,“ uvádějí autoři studie. „Z našich výsledků vyplývá, že méně než 0,5 % pulsarů by mohlo hostit terestrické planety tak velké, jako jsou ty, o nichž je známo, že obíhají kolem PSR B1257+12 (přibližně 4 hmotnosti Země).“ Při použitém průzkumu dat pořízených za jiným účelem by ovšem planeta o hmotnosti 0,02 Země (viz výše) zjistitelná v 95 % případu nebyla. Aby to bylo celé ještě komplikovanější, není ale zase jasné, zda by tak malé planety mohly existovat izolovaně, bez nějakých větších.
Určité nepravidelnosti se podařilo objevit u 15 pulsarů z celého vzorku, ovšem nemusí to být nutně důsledkem planety („ vnitřní kvaziperiodické magnetosférické efekty mohou napodobovat vliv planety,“ uvádí průvodní tisková zpráva, a ve většině případů se pozorované chování dá zřejmě vysvětlit právě takto). Závěr studie tak zní, že planety u pulsarů jsou opravdu velmi vzácné. Pouze jediný pulsar z 800 zkoumaných, PSR J2007+3120 je pravděpodobným kandidátem: obsahuje 1-2 planety, to protože v případě té druhé také data nejsou zcela přesvědčivá a může jít o šum. Z čehož zpětně vyplývá mj. i to, jak je náš starý známý, systém PSR B1257+12 se třemi planetami, ve skutečnosti výjimečný.
O obyvatelností planet u pulsarů skoro nelze mluvit. Jde o extrémně drsné prostředí se silnými magnetickými poli. Na pulsarech také neprobíhá jaderná fúze, už „vyhořely“. Planety z tohoto materiálu (z výbuchu supernovy, ze zbytků neutronové hvězdy) by byly složeny téměř výhradně z diamantu nebo jiné formy uhlíku. Což tedy neplatí pro eventuální zachycené vnější objekty…
A search for planetary companions around 800 pulsars from the Jodrell Bank pulsar timing programme
arXiv:2203.01136v1 [astro-ph.EP] 2 Mar 2022
Zdroj: Univerze Today: Evan Gough: Astronomers Scan 800 Pulsars to See If Any of Them Have Planets, ArXiv
