Zvětšit obrázek

Virtuálne zobrazenie obrovskej planéty obiehajúcej v tesnej blízkosti materskej hviezdy. Kredit: ESO/L. Calcada

Objavené exo-planéty zväčša obiehajú svoje materské hviezdy v tesnej blízkosti. Nedá sa z toho ale priamočiaro usúdiť, že práve táto situácia je vo vesmíre bežná. Samotná metodika vyhľadávania je selektívna - je oveľa citlivejšia na planéty, ktoré sú väčšie, hmotnejšie a k svojim materským hviezdam bližšie. Metóda merania takzvanej radiálnej rýchlosti využíva fakt, že dve navzájom sa obiehajúce telesá krúžia okolo spoločného ťažiska sústavy (stránka s animáciou). Hmotnejšie a bližšie obiehajúce planéty natoľko gravitačne „lomcujú“ svojím „slnkom“, že sme schopní výkyvy v dostatočne dlhom a presnom meraní odhaliť pomocou Dopplerovho javu. Ďalšou metódou je analýza svetelných kriviek, pri ktorej sa hľadajú periodicky sa opakujúce poklesy zdanlivej jasnosti  pozorovanej hviezdy. Vznikajú v dobe, keď z nášho uhla pohľadu v popredí hviezdy prechádza planéta, ktorá časť žiarenia odtieni. Aj táto metóda má svoje obmedzenia – závisí nielen od veľkosti planéty a vzdialenosti celej sústavy, ale aj od uhla, pod ktorým ju zo Zeme vidíme. Napríklad u nášho Slnka by sme meraním svetelnej krivky neobjavili žiadnu planétu, ak by sme sa na Slnečnú sústavu pozerali pod veľkým uhlom vzhľadom na roviny planetárnych obežných dráh.

Zvětšit obrázek

Umelecká predstava o extrasolárnej planéte HD 156668b. Kredit: NASA

Niektorí astronómovia však predpokladajú, že až 15 percent hviezd Mliečnej dráhy má planetárnu sústavu podobnú tej našej. Tento predpoklad sa síce nedá overiť, ale planét podobných Zemi, prípadne i menších, bude vo vesmírnom okolí nepochybne viac, len sú zatiaľ vďaka možnostiam vyhľadávania pre nás takmer neviditeľné. Preto je v porovnaní s našou planétou všetkých 423 doposiaľ známych extrasolárnych planét väčších. Medzi tie najmenšie, či presnejšie „najľahšie“ patrí v súhvezdí Strelca objavená extrasolárna planéta MOA-192b, ktorá obieha okolo hnedého trpaslíka. Ide o slabo žiariacu hviezdu, ktorá nie je dostatočne veľká na to, aby sa v jej jadre naplno rozbehli fúzne reakcie, premieňajúce vodík na hélium. Systém je od nás vzdialený 3000 svetelných rokov a planéta MOA192b, ktorej hmotnosť je o 40% väčšia než má Zem, sa na túto veľkú diaľku prezradila len vďaka zaujímavému javu, ktorý sa nazýva gravitačná šošovka. 

V súhvezdí Váhy, vo vzdialenosti 20,5 svetelných rokov obieha inú pomerne málo žiarivú hviezdu - červeného trpaslíka – ďalšia z „malých“ exoplanét: Gliese 581e. V skutočnosti ide o veľkú planétu s asi dvojnásobnou hmotnosťou ako má Zem. Okolo svojej materskej planéty krúži v tesnej blízkosti, o čom svedčí obežná doba trvajúca 3,15 pozemského dňa.

Zvětšit obrázek

Graf dokazujúci gravitačné pôsobenia planéty HD 156668b na svoju materskú hviezdu HD 156668. Presné meranie Dopplerovho javu odhalilo 4,6 dňovú periódu. Výpočty odhadujú hmotnosť planéty na 4,15 násobok hmotnosti Zeme. To HD 156668b radí na druhé miesto medzi najmenšie známe extrasolárne planéty. Kredit: Keck Observatory

Nasledujúcou v poradí je nedávno objavená extrasolárna planéta s málo familiárnym označením HD156668b. Jej objav a prvé výsledky pozorovania pomocou 10 metrového teleskopu Keck1 na Mauna Kea zverejnili astronómovia z kalifornskej Berkeleyho univerzity len pred pár dňami na 215 stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti. Asi 80 svetelných rokov od Zeme sa v súhvezdí Herkules nachádza jej materská hviezda HD156668. Exoplanéta, ktorá ju vo vzdialenosti asi 7,5 milióna km obieha s periódou 4,6 pozemského dňa, má hmotnosť viac ako 4 krát väčšiu než Zem (4,15 x Mz). 

Ďalšiu priečku obsadila veľmi podobná exoplanéta - HD 40307b, ktorá v oblasti južného súhvezdia Maliar, 42 svetelných rokov od Zeme obehne vo vzdialenosti 7 miliónov km raz za 4,3 dňa svoju materskú hviezdu HD 40307. Táto exoplanéta je v porovnaní so Zemou 4,2 krát hmotnejšia.

Výpočet tých najmenších doposiaľ objavených extrasolárnych planét uzatvorme planetárnou sústavou hviezdy CoRoT-7, ktorú by sme našli len pomocou ďalekohľadu v súhvezdí Jednorožca. Je od nás vzdialená necelých 500 svetelných rokov, veľkosťou pripomína naše Slnko (polomer, aj hmotnosť okolo 0,9 násobku Slnka), ale je podstatne mladšia – jej vek sa odhaduje v rozpätí 1,2 až 2,3 miliardy rokov. Okolo nej obiehajú dve známe planéty: CoRot-7b a CoRoT-7c, ktoré vo februári minulého roka objavili francúzski astronómovia pomocou družice COROT (COnvection ROtation and planetary Transits, ale aj francúzsky maliar Jean-Baptiste Camille Corot, sonda tretí rok pátra po malých extrasolárnych planétach s krátkou obežnou dobou). Planéty odhalili fotometrickou metódou, teda analýzou periodických zmien na svetelnej krivke materskej hviezdy.

Exoplaneta CoRoT-7b je z dvojice tá menšia, ale i tak má polomer 1,7 krát väčší a hmotnosť až 4,8 krát vyššiu než má Zem. S veľkou pravdepodobnosťou sa jej podobá aj svojim zložením, ide teda o kamenné teleso s priemernou hustotou 5,6 g/cm³. Ale život by sme na nej hľadali márne a sami by sme sa k nej nemohli ani len priblížiť. Okolo svojej hviezdy obieha raz za 20,5 pozemských hodín a takmer 60 x bližšie ako Zem okolo Slnka, teda vo vzdialenosti necelých 2,6 milióna km (oproti 150 miliónom km vzdialenosti Slnko-Zem). Tu už žiadne slnko nie je životodarné a predstavuje smrtiacu vyhňu s obrovským gravitačným pôsobením. Na dennej strane planéty CoRoT-7b, ožiarenej materskou hviezdou, teplota stúpa na 2 200 ^oC, zatiaľ čo opačnej, nočnej strane, klesá na mínus 210 ^oC. Aj vďaka tomu, že niet ochrannej atmosféry, ktorá by skleníkovým efektom zmierňovala rozdiely. Predpokladá sa, že rotácia planéty je, podobne ako u nášho Mesiaca, viazaná (1 obeh = 1 otočka) a tak pravdepodobne nedochádza ani k striedaniu dňa a noci na jej povrchu, čiže jedna jej polovica je neustále pekelne žeravá, zatiaľ čo druhá nepredstaviteľne mrazivá a temná.

Zvětšit obrázek

Porovnanie veľkosti planéty CoRoT-7b, Zeme a Mesiaca

Francúzsko-americký tím astronómov, pracujúcich na projekte COROT prezentoval na spomínanom nedávnom stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti nové zaujímavé výsledky teoretických modelov. Podľa nich CoRoT-7b začala svoju kariéru ako úplne iná planéta typu „horúci Jupiter“, čiže ako obrovský prehriaty plynný obor s hmotnosťou asi 100 krát väčšou, než je Zem (asi ako Saturn). Aj jej obežná dráha bola podstatne dlhšia, s priemerným polomerom o polovicu väčším než pozorujeme v súčasnosti. Ale tlak žiarenia a prúdov energetických častíc, ktoré z materskej hviezdy neustále „vanú“ postupne „odfúkli“ celý plynný obal planéty a zostalo len jej pôvodné kamenné jadro s hmotnosťou necelých piatich Zemí. Vplyvom obrovskej gravitácie a ňou vyvolaných slapových síl sa CoRoT-7b, postupne strácajúci hmotu, presúvala na „nižšiu“ obežnú dráhu, ktorá nie je dokonale kruhová, ale gravitácia minimálne ďalšej planéty (CoRoT-7c , 8,4 x hmotnosť Zeme) ju mierne deformuje do eliptického tvaru. Rozdiel medzi najmenším priblížením sa k materskej hviezde a najväčším vzdialením sa od nej je doslova mizivý – len 250 km. Ale aj to stačí, aby sa počas 20,5 hodinovej obežnej doby prejavili veľké rozdiely v gravitačnom pôsobení, ktoré planétu periodicky deformujú. Podľa astronómov súhra týchto faktorov (obrovské teplotné rozdiely a veľké slapové sily) je zdrojom rozsiahlej vulkanickej činnosti a veľkú časť povrchu pravdepodobne zaplavuje žeravá láva. Vďaka mechanizmu s rovnakou fyzikálnou podstatou, len s podstatne menšou intenzitou (čiže vďaka slapovým silám) existujú aktívne sopky aj na Jupiterovom mesiaci Io.

(On-line prístupný článok o planetárnej sústave hviezdy CoRoT-7)

Zdroje:  BBC News, University of Washington, Space Fellowship, Wikipedia