Zvětšit obrázek

Umělecké zpracování prachového disku u objektu s hmotností 8 hmotností Jupitera, který má označení 2M1207B. V tomto disku se časem může zformovat jeden nebo více měsíců stejně jako ty, které nyní obíhají okolo obřích planet naší sluneční soustavy. V souhvězdí Kentaura kromě exoplanety 2M1207B leží také pekuliární (podivná) galaxie NGC 5128 (na obrázku nahoře vlevo). Credit: David A. Aguilar (CfA)

Tento dramatický závěr dvou studií představil prof. Ray Jayawardhana v pondělí 5. června 2006 na konferenci Americké astronomické společnosti v Calgary. Nová zjištění ukazují, že objekty jen nepatrně hmotnější než Jupiter se rodí z prachoplynného disku původního materiálu, z něhož vznikají planety. Výzkumy Jayawardhanovy skupiny a dalších astronomů v posledních letech ukázaly, že takové disky jsou zcela běžné kolem „nepovedených“ hvězd nazývaných "hnědí trpaslíci".

Hnědí trpaslíci jsou objekty, které svou hmotností tvoří přechodové stadium mezi planetou a hvězdou. Až do svého objevu roku 1995 byli hnědí trpaslíci jen hypotetickými objekty, v současnosti jsou jich známy již stovky.

Nyní astronomové oznámili, že stejné disky objevili i u jejich mnohem menších „příbuzných“ - objektů planetární hmotnosti, někdy označované jako „planemo“ (PLANEtary Mass Objects). Tyto objekty o hmotnosti extrasolárních planet, objevené během posledních 5 let, neobíhají  kolem hvězd - místo toho volně plují vesmírem.

"Nyní po objevu těchto, planetám podobných, objektů, s jejich vlastními malými, právě se vyvíjejícími planetárními systémy, definice pojmu „planeta“ je ještě více nejasný,“ řekl Jayawardhana. „Do určité míry, nové objevy nejsou příliš překvapující – po tom, co se Jupiter musel narodit s vlastním diskem, v němž se formovaly některé jeho měsíce.“ Na rozdíl od Jupitera tyto objekty (planemos) neobíhají kolem hvězd.

Zvětšit obrázek

Hnědý trpaslík 2M1207 a její obří plynná exoplaneta 2M1207. Fotografie vznikla složením 3 infračervených snímků, pořízených 8,2m VLT Yepun s adaptivní optikou na observatoři Paranal v Chile (ESO). Credit: ESO 2005

Nejprve chtějí Jayawardhana a Valentin Ivanov pomocí dvou dalekohledů 8,2m VLT (Very Large Telescope) a 6,5m NTT (New Technology Telescope) na Evropské jižní observatoři (ESO - European Southern Observatory) v Chile získat optická spektra 6 kandidátů, které  nedávno identifikovali vědci z texaské University v Austinu (University of Texas, Austin).

Ukazuje se, že 2 z těchto 6 objektů mají hmotnost 5 - 10krát větší než Jupiter, zatímco další 2 jsou statnější s hmotností od 10 do 15 hmotností Jupitera. Všechny tyto 4 objekty jsou jen několik miliónů let staré a leží v oblasti formování hvězd ve vzdálenosti asi 450 sv. l. od Země. Tyto objekty (planemos) vykazují v infračervené části spektra emisní čáry, což dokazuje přítomnost prachových disků, v nichž se během doby mohou vytvořit miniaturní planetární soustavy.

Při dalším studiu Jayawardhana a kolegové Subhanjoy Mohanty a Erik Mamajek (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) a Nuria Huelamo (ESA - Very Large Telescope) získali infračervené snímky a spektra exoplanety, objevené před dvěma lety u mladého hnědého trpaslíka. Hnědý trpaslík s označením 2M1207, s hmotností 25 hmotností Jupitera, je rovněž obklopen diskem.

Zvětšit obrázek

Umělecká představa exoplanety, která obíhá kolem hnědého trpaslíka (vlevo). U hnědého trpaslíka je znázorněn prachoplynný disk.

Průvodce, ležící ve vzdálenosti 170 světelných roků od Země, dostala označení 2M1207B (2MASS1207-3932B) a je první extrasolární planetou, která byla objevena opticky. Vzdálenost exoplanety od hnědého trpaslíka je asi 40 AU (6 miliard km), což je srovnatelné s velikostí oběžné dráhy Pluta kolem Slunce. Tato vzdálenost je mnohem větší než je typické pro dvojité systémy hnědých trpaslíků. Spíš to vypadá, že objekty vznikly odděleně.

„Tento systém pravděpodobně nebude dlouho existovat. Nebude to ani 5 miliard let, které už nyní má naše sluneční soustava,“ řekl Mamajek.

Ray Jayawardhana (University of Toronto, Department of Astronomy & Astrophysics, Toronto, Ontario, Canada)

Pozorování Mohantyova týmu potvrdila, že hnědý trpaslík má hmotnost asi 25 hmotností Jupitera a teplotu 2600 K. Jeho průvodce 2M1207B má 8krát větší hmotnost než Jupiter a teplotu 1600 K. Oba objekty jsou teplé, protože ještě stále si udržují teplo vzniklé při formování, jejich stáří je pouhých 5-10 miliónů let.

Z této teploty astronomové vypočítali jasnost obou objektů. U hnědého trpaslíka to odpovídalo skutečnosti, ale exoplaneta byla asi 8krát slabší než se očekávalo. Pravděpodobně většinu světla exoplanety pohltil prachový disk a exoplaneta je pozorována jen v rozptýleném světle disku.

Spektrální analýza ukazuje, že exoplaneta 2M1207B je plynný obr bez pevného povrchu stejně jako Jupiter. Z toho vyplývá, že pohostinná moc není.

Velký poměr hmotnosti exoplanety 2M1207B k hmotnosti hnědého trpaslíka je oříškem pro dosavadní teorie formování planet. Pro naši sluneční soustavu je typický poměr jednotlivých planet a centrální hvězdy méně než jedna setina. Hmotnost exoplanety 2M1207B je pouze 1/3 hmotnosti hnědého trpaslíka.

"Takovéto hmotnostní poměry jsou typičtější pro dvojhvězdy než pro planetární systémy," řekl Mohanty. "2M1207B se pravděpodobně formovala jako hvězda, současně s hnědým trpaslíkem, spíše než jako obří planeta u jiné hvězdy."

Zvětšit obrázek

Porovnání možného planetárního systému u hvězdy 2M1207 a sluneční soustavy, u které jsou zobrazeny pouze vnější planety. Credit: ESO/ZCU

Nyní tým astronomů našel důkaz o existenci disku rovněž u společníka – exoplanety 2M1207B o hmotnosti pouhých 8 hmotností Jupitera. Podle vědců pravděpodobně oba objekty vznikaly společně jako dvojice, stejně jako dvojhvězdné systémy, místo toho, aby se druhý objekt formoval v disku kolem hnědého trpaslíka. Navíc Jayawardhana tvrdí, že je docela pravděpodobné, že se v disku mohou vznikající menší planety nebo měsíce formovat navzájem.

Objevy stále více ukazují na objekty jen málo hmotnější než Jupiter, které se formují stejným způsobem jako hvězdy a Slunce a pravděpodobně jsou doprovázeny vlastními skupinami malých planet. „Různorodost vnějších světů je opravdu pozoruhodná,“ říká Jayawardhana. „Příroda je často bohatší než naše představivost.“

Zdroj:
http://www.spaceflightnow.com/news/n0606/05planemos/
http://www.spaceflightnow.com/news/n0606/05jupiterbrother/