Život na planetách kroužících kolem bílých trpaslíků

Může existovat život na planetách nacházejících se blízko bílých trpaslíků? Jakkoli to vypadá zvláštně, zdá se, že je to možné. (délka blogu kolem 3 min.)

Bílí trpaslíci byli dlouho považováni za nepříliš vhodné kandidáty pro hledání života. Jsou to příliš málo svítivé hvězdy, které mají zároveň vysokou povrchovou teplotu, takže do svého okolí vysílají mimo jiné i poměrně velké množství ultrafialového záření. Navíc postupně nezadržitelně chladnou, takže se podmínky na jejich planetách v průběhu času mění - a dokonce i kdyby byly jejich planety původně v tzv. obyvatelné zóně, časem se tato zóna pohybuje směrem ke hvězdě, takže se planety ocitnou v nepříznivých podmínkách.

Byli ovšem objeveni také bílí trpaslíci, kteří naopak chladnou velice pomalu. To se vysvětluje přítomností izotopu Ne-22, který vyvolává určité jevy, které toto pomalé chladnutí způsobují. Zdá se, že na jejich planetách tedy dokonce i v této poslední fázi života hvězdy může vznikat život.

Bílí trpaslíci

Bílí trpaslíci jsou pozůstatky hvězd s původně střední nebo nízkou hmotností. Tyto hvězdy nejprve žijí svým běžným hvězdným životem a spalují ve svém centru termonukleární reakcí vodík na helium nebo helium na těžší chemické prvky. Poté, co vyčerpají své zásoby jaderného paliva, zhroutí se působením gravitace (které už nemohou vzdorovat díky síle záření, vznikajícího při termonukleární reakci) do hustých a poměrně malých objektů, které se pak už jen pomalu ochlazují.

I kolem těchto už klidných, v minulosti extrémními změnami prošlých planet může existovat život, doufají vědci. A to dokonce i v případě, že původní život na svých původních planetách takové hvězdy zničily během svého vývoje ve fázi rudého obra (fázi, která následuje po dlouhém poměrně klidném životě hvězdy během spalování vodíku na hélium).

Je to právě výše zmiňované ochlazování, které limituje vznik života na jejich planetách. Planeta, vhodná pro život, se samozřejmě musí nacházet v oblasti, kde záření přicházející od hvězdy, dovoluje existenci kapalné vody. U málo svítivých bílých trpaslíků je tato zóna hodně blízko hvězdy. Když pak během miliard roků hvězda navíc chladne, posouvá se obyvatelná zóna do opravdu velice blízkých oblastí. Vzdálenost mezi planetou, na které je možný život a jejím bílým trpaslíkem je řádově stokrát menší než je tomu u Země a Slunce.

Proč zrovna bílí trpaslíci?

I když jsou bílí trpaslíci jen staré a málo jasné hvězdy, přesto jsou pro hledání života ve vesmíru velice zajímavé. Jejich obyvatelná zóna se totiž nachází tak blízko hvězdy, že je velmi jednoduché sledovat nadějné planety. Obíhají svou hvězdu rychle a přechody přes hvězdný kotouč se tedy dají pozorovat hodně často. Poznatky o obydlených planetách a jejich atmosférách by mohly být k dispozici velice brzy. Vědci jednoduše nemusí čekat celý rok, než se dočkají dalšího přechodu - jak je tomu u mimozemské civilizace, která by podobným způsobem hledala život na Zemi.

Vliv izotopu neonu-22

Vliv chladnutí bílého trpaslíka je problém, který se nevyskytuje u všech těchto hvězd. Některé chladnou jen velice pomalu. Vědci si to vysvětlují jevem, kterému říkají neonová destilace - přeskupení vnitřní struktury, na kterém se podílí izotop neonu-22. Pokud je obsah tohoto izotopu dostatečně vysoký, může se oddělovat od ostatních chemických prvků, klesá k centru hvězdy - a provokuje tak gravitační ohřev - který pak logicky působí proti ochlazování hvězdy.

Neon-22 ve hvězdě vzniká během její fáze rudého obra, když má dostatečně vysokou původní hmotnost na to, aby se v ní zažehla příslušná termonukleární reakce.

Celá věc má jeden háček

Zdá se tedy, že stačí sledovat bílé trpaslíky, které mají před sebou díky relativně vysoké koncentraci neonu-22 delší a stabilnější období zářivosti - a objev života na cizí planetě bude jen otázkou času.

Blízkost hvězdy má ale také negativní vliv. Pro planetu, na které má existovat život, je důležité, aby neztratila atmosféru a také svou povrchovou vodu. Právě to se může stát, když obíhá relativně mladého a ještě pořád velice horkého bílého trpaslíka. Taková hvězda vyzařuje hodně záření v ultrafialové oblasti a její záření má vysokou energii. Vědci díky počítačovým simulacím zjistili, že pokud dosahuje povrchová teplota hvězdy více než zhruba 10 000 K, je pro blízké planety velice těžké udržet si životadárnou vodu. Tento špatný vliv mají bílí trpaslíci s hmotností vyšší než má dnes naše Slunce. Menší bílí trpaslíci, s chladnějším povrchem jsou tedy pro hledání života výhodnější. Planety se v jejich obyvatelných zónách mohou nacházet značně dlouhou dobu - kolem 10 miliard pozemských roků. A to je dost dlouhá doba na to, aby se na nich život nejen objevil, ale také vyvinul do dostatečně rozumné formy, takže by se s ním mohlo dát dokonce i komunikovat.

^{Zdroje: Odkaz, Bédard, A., Blouin, S. a Cheng, S. 2024, Nature, 627, 286}