Když mezi pozorovatelem na Zemi a sledovanou vzdálenou hvězdou přechází dostatečně hmotný objekt (nebo skupina objektů), působí jako takzvaná gravitační čočka. Gravitace zakřivuje světlo vzdálenějšího zdroje záření. Jeho obraz se nám pak jeví jasnější, znásobený a zdeformovaný okolo čočkujícího tělesa. To je pro astronomy v mnohých případech mnohem zajímavější, než ona vzdálená hvězda případně galaxie. Protože když jde například o chladnou velkou planetu, která téměř nevyzařuje v žádné spektrální oblasti, nebo dokonce o černou díru, pak to v mnohých případech je jediný způsob, jak ji vystopovat. A tak je celkem logické, že se na tuto metodu zaměřily celé týmy astronomů. Ti, kteří bádají pod hlavičkou japonsko – novozélandského projektu Astrofyzikální pozorování pomocí mikročoček (Microlensing Observations in Astrophysics, MOA) a polského Experimentu metodou optické gravitační čočky (Optical Gravitational Lensing Experiment, OGLE) publikovali v nejnovějším čísle časopisu Nature společný článek „Unbound or distant planetary mass population detected by gravitational microlensing“, tedy „(gravitačně) Nevázaná nebo vzdálená populace s hmotností planet zjištěna pomocí gravitační mikročočky.“
Není to příliš přítažlivý název, ale když při podrobném zkoumání snímků zářivých objektů na obloze najdete obraz vzdálené hvězdy, který v čase mění gravitace jiného samostatného, světlo nevyzařujícího tělesa před ní, pak o této tajemné kosmické čočce toho moc nezjistíte. Proto astronomové v odborné literatuře s pojmem planeta zacházejí v tomto případě opatrněji, i když objekty, které zajímavou metodou teď ulovili, mají hmotnost a velikost Jupiteru a tak se o nich jako o planetách mluví. Jednoduše - je to velké jako planeta, hmotné jako planeta, nezáří to stejně jako planeta, tak to bude planeta.
Astronomové je hledali cíleně. Teorie totiž předpokládá, že by se v naší Mléčné dráze a analogicky i v jiných podobných galaxiích mohly nacházet planetární bludičky, které nemají svůj domov v podobě planetární soustavy s centrální mateřskou hvězdou, jakou je i naše Sluneční soustava, ale se potloukají na různých dráhách spíše okolo galaktického centra. Proto zamířili své teleskopy do centrální oblasti Mléčné dráhy, do oblasti její galaktické výdutě. Systematickým prohledáváním odhalili deset mikročoček, kterými jsou samostatné objekty o hmotnosti Jupiteru. Tedy s největší pravděpodobností exoplanety. Na tom by už dnes nebylo nic překvapivé. Jenže se tyto „exo-Jupitery“ gravitačně nehlásí k žádné viditelné hvězdě. Proto astronomové předpokládají, že se ani k nijaké nevážou anebo jsou na velmi vzdálených oběžných dráhách, které neumožňují tuto spojitost ze Země identifikovat.
Nějakých deset planetárních bezdomovců ve velké Galaxii jistě naše představy o její struktuře moc neovlivní. Jenže astronomové začali počítat pravděpodobnosti s jakými asi mikročočky zaregistrují, jak velké planety a v jakých vzdálenostech mohou pomocí této metody identifikovat a pak vše přepočítali na celou Mléčnou dráhu a vyšlo jim číslo přibližně 400 miliard. Tolik exoplanet různých velikostí by se podle prvních odhadů mělo potulovat v naší Galaxii bez příslušnosti k nějaké mateřské hvězdě. A to je číslo přibližně 1,8 krát vyšší, než je odhadovaný počet všech standardních hvězd, které patří k takzvané hlavní posloupnosti. A do ní zařazujeme přibližně 90 % všech hvězd v Galaxii, mezi nimi i naše Slunce, které naštěstí patří mezi ty nejtuctovější, což mu zaručuje dostatečnou délku života. Do hlavní posloupnosti ale patří i hvězdy, které jsou podstatně menší – dolní limit je 0,08 hmotnosti Slunce (asi 80x Jupiter), i podstatně větší – horní hranici tvoří asi stonásobek hmotnosti Slunce. Do tohoto rozsahu v Galaxii spadá 200 až 300 miliard hvězd. „Bludných“ planet by tedy mělo být mnohem více. Jenže menší planety se jen tak neprozradí, proto tento překvapivě vysoký odhad nebude tak jednoduché potvrdit, nebo vyvrátit. Nicméně astronomové hodlají se o to pokoušet a pátrat i po bludných exo-Saturnech a exo-Neptunech.
Při statistickém přepočtu, který uvažuje o velkém množství malých těles, autoři vycházeli z předpokladu, že méně hmotné planety mohou být ze své oběžné dráhy okolo mateřské planety gravitačně vystrnaděné snáz, než její hmotnější konkurentky. S těmito výsledky, které překvapily i je samotné, ne všichni jejich kolegové souhlasí. Že nejsou reálné si myslí i Gregory Laughlin, astronom Kalifornské univerzity, který není členem týmu. Sice oceňuje hodnověrný způsob, jakým autoři studie vyloučili jiné možné vysvětlení deformace obrazu pozorovaných hvězd, ale teoretické odhady počtu menších planet a tím i celkového počtu planetárních bludiček považuje za velmi spekulativní. Předpokládá, že všechny planety menší než Jupiter vznikly, podobně jak ty „naše“, v protoplanetárních discích okolo centrální hvězdy a jsou součástí planetátních systémů, z nichž je jen tak lehce něco „nevykopne“. O větších exoplanetárních bezdomovcích s hmotností Jupiteru (a více) je přesvědčen, že jejich vznik řídily stejné mechanizmy, jaké uhnětly bezprizorní hvězdné prcky bez planetárních soustav. Nejsou v mezihvězdném galaktickém prostoru ničím výjimečným. Bloudící exo-Jupitery jsou tedy velmi malá hvězdná embrya, která nemají v okolí dostatek hmoty, aby dorostly do velkosti, při níž se v jejich srdci zažne jaderná fúze.
Video: Animace vysvětlující princip gravitační mikročočky. Kredit: M. Freeman/University of Auckland & NASA/JPL-Caltech Video v kvalitě HD zde.
Zdroje: Nature, Nature News
Diskuze:
