Zvětšit obrázek

„Horký Neptun“ obíhá kolem rudého trpaslíka Gliese 436. Vpravo dole – tranzit exoplanety před diskem mateřské hvězdy. Kredit: Lynette Cook

Jason T. Wright a John Asher Johnson (University of California, Berkeley) presentovali výsledky svých pátrání po nových exoplanetách. Učinili tak na právě skončené 210. konferenci AAS, která se konala v Honolulu (Havaj, 27. – 31. května 2007). Objevy byly označeny za společný výsledek amerického a anglo-australského týmu.

Zvětšit obrázek

Exoplaneta TrES-1 v souhvězdí Lyry. Kredit: David A. Aguilar/CfA

Mezi 37 novými objekty, které byly v loňském roce objeveny, jsou i exoplanety (extrasolární planety). Sedm z těchto 37 objektů jsou hnědí trpaslíci – „neúspěšné“ hvězdy, které jsou mnohem hmotnější než největší planety typu Jupitera. Další dva jsou na hranici – mohly by být buď velkou, plynnou obří planetou nebo malým hnědým trpaslíkem.

Wright sdělil, že výzkumné týmy se nyní snaží postupovat zvláště pečlivě při analýzách „kolísání“ hvězd. Příčinou změn jasnosti hvězdy je často právě přítomnost planety. Stejně se přitom projevuje jak blízká menší planeta, tak hmotnější vzdálenější planety.

„Z celkového počtu všech známých exoplanet jsme jich vloni objevili 12%. Jsme na to velmi hrdí,“ řekl Wright o objevu 28 nových exoplanet. „Existence nových planetárních systémů umožňuje studium jejich vlastností jako celku.“

Kromě údajů o 37 nových substelárních objektech (hnědých trpaslících, obřích exoplanetách) Wright ve své přednášce hovořil i o exoplanetách, objevených jeho týmem před dvěma lety.

Zvětšit obrázek

Lickova observatoř (Kalifornie). Kredit: Karl L. Swartz

Okolo Gliese 436 (GJ 436), červeného trpaslíka spektrální třídy M v souhvězdí Lva, ve vzdálenosti pouhých 30 sv.l. od Země, obíhá obří ledová planeta o hmotnosti nejméně 22 Zemí. Je tedy o něco větší než Neptun (hmotnost Neptunu je 17 hmotností Země). Zmíněná planeta je sice známa již od roku 2004 ale až poté, co přešla před diskem hvězdy (první tranzit exoplanety velikosti Neptunu), mohl Gillon zpřesnit její hmotnost na 22,4 hmotností Země a vypočítat její poloměr a hustotu.

„Při hustotě 2 g/cm³ – dvojnásobek hustoty vody – se musí jednat z poloviny o horninu a zbytek bude tvořit voda. Pravděpodobná je přítomnost i malého množství vodíku a hélia,“ řekl Geoffrey Marcy. „Vnitřní struktura této planety je kříženec super-Země a Neptuna. Jádro je kamenné a je obklopeno dostatečným množstvím vody, zkapalnělé vysokými tlaky a teplotou.“

Oběžná doba je velmi malá (2,6 dne). Exoplaneta obíhá po dráze velmi blízké hvězdě Gliese 436 (jen 3% vzdálenosti Slunce-Země) a to z ní dělá „horký Neptun,“ řekl Wright. Vzdálenost exoplanety od mateřské hvězdy je asi 4,5 mil. km. Pro srovnání, vzdálenost Merkuru od Slunce je 58 mil. km, což je téměř 13krát více. A navíc oběžná dráha není kruhová jako u většiny objevených obřích exoplanet, obíhajících blízko mateřských hvězd, ale je excentrická.

Mezi 28 novými exoplanetami jsou přinejmenším 4 nové mnohonásobné planetární systémy a 3 hvězdy, které pravděpodobně obsahují hnědého trpaslíka, právě tak jako planetu. Wright je přesvědčen, že nejméně 30% všech známých hvězd má více než jednu exoplanetu.

Menší planety a planety ve velké vzdálenosti od hvězdy je dnes těžké objevit. Wright ale předpovídá, že počet nových exoplanet poroste tak, jak se bude zlepšovat kvalita přístrojů a detekční metody.

Zvětšit obrázek

Observatoř W.M. Keck (Havaj). Kredit: NASA/JPL

„Dnes jsme v situaci, jako kdybychom pozorovali naši vlastní Sluneční soustavu z dálky, odkud bychom viděli pouze Jupitera,“ říká Wright a dodává, že přístroje založené na Doplerově efektu jsou nyní schopny rozlišit kolísání hvězdy od 1 m/s (před patnácti lety to bylo 10 m/s). Jeho tým dnes sleduje všech 209 katalogizovaných exoplanet (Catalog of Nearby Exoplanets), z nichž některé jsou až ve vzdálenosti 652 sv.l. od Země.

Zvětšit obrázek

Geoffrey Marcy (UC Berkeley a San Francisco State University). Kredit: UC

Tři z nově objevených exoplanet obíhají kolem velkých hvězd, které jsou 1,6 až 1,9krát hmotnější než naše Slunce. Johnson se soustředil na exoplanety u hmotných hvězd spektrální třídy A a F, jejichž hmotnosti jsou mezi 1,5 až 2,5 hmotnostmi Slunce. Planety u těchto hmotných hvězd je velmi nesnadné objevit, protože tyto hvězdy rotují rychle a mají pulsující atmosféru. To všechno jsou vlastnosti, které mohou skrýt nebo dokonce předstírat signál od okolo obíhající planety. Johnson objevil, že „dožívající“ hvězdy spektrálního typu A – „podobři“ („subgiant“ - Yerkesská klasifikace hvězd z roku 1943), které mají téměř veškerý vodík vyhořelý, se na krátkou dobu stabilizují. To stačí k tomu, aby se u nich dalo zjistit kolísání způsobená planetou.

Dosud Johnson „vystopoval“ 6 z dříve objevených exoplanet u tzv. „A hvězd“. Po získání údajů o třech dalších exoplanetách učinil závěr, že u hmotnějších hvězd se planety nacházejí ve větších vzdálenostech od své mateřské hvězdy. Jen jedna z 9 exoplanet se nachází do vzdálenosti 1 AU (150 mil. km). Žádná z nich není do 0,8 AU. Vzdálenosti exoplanet od mateřské hvězdy jsou tedy jiné než jaké jsou u hvězd podobných Slunci.

U mnoha Slunci podobných hvězd byli objeveni obři z horkých plynů. Ti okolo své mateřské hvězdy doslova "sprintují" neboť jejich oběžná doba je od 2 do 100 dnů. Přestože je snazší objevit krátkoperiodické exoplanety, žádné takové planety pozorovány nebyly. Typické planety mají orbitální vzdálenost rovnu vzdálenosti Země-Slunce (1 AU) nebo větší, a oběžnou dobu několik let.

Zvětšit obrázek

Anglo-australská observatoř (Austrálie). Kredit: AAO

Při hledání exoplanet se ukazuje, že hmotné hvězdy jsou spíše „přístavem“ pro velké planety jako je Jupiter než pro hvězdy malé hmotnosti. Šance, že obří exoplaneta jako Jupiter obíhání uvnitř 2 AU je 8,7% u hvězd mezi 1,3 až 2,0 hmotnostmi Slunce, 4% u hvězd podobných Slunci (0,7 až 1,3 hmotností Slunce) a 1,2% u hvězd spektrální třídy M (méně než 0,7 hmotností Slunce). Velké planety jsou častější u hmotných hvězd, pravděpodobně proto, že tyto hvězdy na počátku formování měly v protoplanetárním disku mnohem více materiálu.

Johnson se nepřestává soustředit na „A hvězdy“. Vybral si jich 450. Doufá, že se mu s jejich pomocí podaří objasnit, jestli větší oběžné dráhy jsou „výsledkem odlišných mechanismů formování a migrace planet v discích hvězd spektrálního typu A nebo zda jsou důsledkem malého množství zkoumaných hmotných podobrů“.

Popsané výsledky jsou výsledkem pozorování Lickovy observatoře Kalifornské university, observatoře Keck na Havaji a Anglo-australské observatoře v Austrálii. Týmy těchto pracovišť objevily více než polovinu všech známých exoplanet.

Zdroj:

Spaceflightnow