Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Dvě exoplanety objevené okolo zákrytové dvojhvězdy HW Vir

Dvě exoplanety objevené okolo zákrytové dvojhvězdy HW Vir

HW Vir, zákrytová dvojhvězda s exoplanetami
HW Vir, zákrytová dvojhvězda s exoplanetami
Korejští astronomové zveřejnili článek o průlomovém objevu dvou exoplanet obíhajících kolem velmi těsné dvojhvězdy HW Virginis. Planety obíhají kolem obou složek po široké orbitě. Byly objeveny analýzou dlouhodobého O-C diagramu, tedy z kolísání orbitální periody dvojhvězdy v srdci tohoto unikátního planetárního systému.

HW Virginis je těsná dvojhvězda složená z primární složky - horkého podtrpaslíka spektrálního typu B a červeného trpaslíka spektrálního typu M6 (sekundární složka). Vzhledem k tomu, že obě složky jsou málo hmotné hvězdy a obíhají po velmi těsné orbitě, je jejich oběžná doba velmi krátká - jen 2,8 hodiny.

Fázová křivka HW Vir
Fázová křivka HW Vir
Fázová křivka je ukázána na obrázku. Jsou na ní vidět ostrá minima naznačující přísně sférický tvar obou složek a výrazný efekt odrazu světla primární horké komponenty od sekundární chladné komponenty. Tímto efektem se vysvětluje nárůst jasnosti v době mimo zákryt s nejvyšší hodnotou kolem sekundárního minima. HW Vir je známá jako učebnicový případ tohoto jevu, který je nejvýraznější pro těsné dvojhvězdy s výrazným rozdílem svítivostí mezi oběmi komponentami.

Co je nejzajímavější na tomto objevu je způsob detekce dvou exoplanet. Byla použita standardní metoda studia orbitální periody zákrytových dvojhvězd - rozbor O-C diagramu. Od objevu systému v roce 1984 byly pořizovány fotometrické křivky zákrytů soustavy a z nich určovány takzvané okamžiky minima. Dvě po sobě následující minima jasnosti jsou oddělena přesně délkou oběhu. Pokud se pozorovaná vzdálenost minim bude nějak měnit, znamená to, že se mění skutečná či zdánlivá orbitální perioda.

Proložena je parabola a složenina LTE způsobeného substelárními tělesy. Druhý panel ukazuje rezidua po odečtení paraboly. Třetí panel ukazuje rezidua po odečtení vlivu jedné planety a poslední graf ukazuje rezidua po odečtení vlivu i druhé planety.
Proložena je parabola a složenina LTE způsobeného substelárními tělesy. Druhý panel ukazuje rezidua po odečtení paraboly. Třetí panel ukazuje rezidua po odečtení vlivu jedné planety a poslední graf ukazuje rezidua po odečtení vlivu i druhé planety.
Autorům se podařilo průběh O-C diagramu rozklíčovat třemi vlivy - jedním reálným a dvěmi zdánlivými (které jsou důkazem přítomnosti exoplanet v systému).

Čárkovaně je na horním diagramu naznačen parabolický průběh průměrné hodnoty O-C. Tento průběh je reálná změna periody - perioda se neustále pozvolna prodlužuje. Je to způsobeno ztrátou momentu hybnosti soustavy vlivem brždění rotace sekundární složky. Její rotace je bržděna silným magnetickým polem, které je typické u chladných hvězd s rozsáhlými konvektivními vrstavmi pod povrchem. A protože takto těsný binární systém má vázanou rotaci, dochází k pozvolnému prodlužování orbitální periody.

Zelenou čárou je naznačen modelový průběh pro součet dvou sinusoid - zdánlivých změn periody způsobených vychylováním těžiště zakrývané soustavy dvěmi okolo "poletujícími" tělesy. Jedná se o takzvaný Light-Time-Efect (LTE). Ten vzniká za situace, kdy se vzdálenost mezi pozorovatelem a zakrývanou soustavou mění, kolísá. Protože světlo se šíří konečnou rychlostí (rychlostí světla), zdá se nám, že jednou vidíme zákryt dříve a jednou později oproti předpovědi. Tento jev (sinusoidální průběh O-C diagramu) je pozorován u mnoha zákrytových dvojhvězd a hledají se jím třetí tělesa v systému - typicky hvězdy. Výhodou je, že z amplitudy sinusoidy v O-C diagramu lze určit s velkou přesností hmotnost třetího tělesa v systému.

A právě tímto způsobem určili Lee a kol. hmotnosti obíhajících planet na 19,2 MJup a 8,5 MJup. Tyto hmotnosti jsou spodní hranicí - a platí pro případ, že obě planety obíhají okolo těsné dvojhvězdy přibližně v její orbitální rovině. To lze ovšem podle různých teorií vývoje orbit planet v binárních systémech předpokládat.

Perioda oběhu těžší z planet je P3=15,8 let a perioda oběhu té druhé je P4=9,1 let. Semi amplituda sionusoid v O-C diagramu je K3=77 s, respektive K4=23 s. Tak velké výkyvy v orbitální periodě zákrytové dvojhvězdy HW Virginis způsobují cirkumbinární exoplanety HW Vir C a HW Vir-D (HW Vir B nechť je označení sekundární složky dvojhvězdy).

Pro srovnání s naší sluneční soustavou ještě dodejme vzdálenosti obou planet od barycentra těsné dvojhvězdy: větší z planet létá přibližně ve vzdálenosti Jupitera (5,3 AU) a menší ve vzdálenosti našeho pásu asteroidů (3,6 AU).

Touto prací se otevírá zcela nové okno do světa exoplanet, okno které dobře znají astronomové z oboru zákrytových dvojhvězdu: studium O-C diagramů. Aby byla metoda účinná na měřítka exoplanet, je třeba zaměřit se především na oblast málo hmotných soustav s krátkou periodou. U těchto soustav je třeba pořizovat přesná měření okamžiků minim, která by mohla odhalit případné planetární souputníky.

Objevová práce:
The sdB+M Eclipsing System HW Virginis and its Circumbinary Planets, Jae Woo Lee, Seung-Lee Kim, Chun-Hwey Kim, Robert H. Koch, Chung-Uk Lee, Ho-Il Kim, Jang-Ho Park




O autorovi

Luboš Brát

Předseda Sekce proměnných hvězd a exoplanet České astronomické společnosti. Vystudoval aplikovanou fyziku a astrofyzikuna PřF MU v Brně (1997-2000). Specializuje se na CCD pozorování proměnných hvězd a programování on-line aplikací pro práci s fotometrickými a astronomickými daty.



39. vesmírný týden 2016

39. vesmírný týden 2016

Přehled událostí na obloze od 26. 9. do 2. 10. 2016. Měsíc bude v novu. Venuše, Mars a Saturn najdeme večer stále jen nízko nad obzorem. Neptun a Uran můžeme pozorovat celou noc. Na ranní obloze můžeme před svítáním pozorovat kužel zvířetníkového světla do něhož před východem Slunce stoupá planeta Merkur a bude zde také srpek Měsíce.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Pradědovy Perseidy 2016

Píše se rok 258, 10. srpen. Na rošt nad horké uhlí je položen správce chrámové pokladny před několika dny popraveného papeže Sixta II a je opékán zaživa. Po chvíli volá: „Z jedné strany jsem již opečený, pokud mě chcete mít dobře udělaného, je čas mě otočit na druhou stranu.“ Toto utrpení podstoupil

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

ISS

Stanice ISS nízko nad JV obzorem,začínají večerní přelety nad ČR.

Další informace »