Exoplanety
Tým vědců vedený astronomem Jánem Šubjakem ze Stelárního oddělení Astronomického ústavu AV ČR a Centra pro astrofyziku Harvardské univerzity a Smithsonova institutu nedávno oznámil významný objev v oblasti výzkumu exoplanet. Pomocí dat z vesmírné mise TESS a pozemských pozorování spektrografem HARPS v Chile se podařilo potvrdit existenci exoplanety typu mini-neptun, pojmenované TOI-2458 b. Tento objev přináší nové poznatky o možných scénářích formování planetárních systémů.
Výzkum extrasolárních planet rozhodně neusnul na vavřínech. Obor se za poslední desetiletí výrazně rozvinul a od „pouhého“ hledání planet mimo Sluneční soustavu se posunul k jejich charakterizaci. S pomocí nejmodernějších přístrojů v kosmu i na Zemi získáváme přesné údaje, které jsou pak zpracovávány sofistikovanými metodami. Ján Šubjak ze Stelárního oddělení ASU a Centra pro astrofyziku Harvardské univerzity a Smithsonova institutu vedl tým, který pečlivě studoval vlastnosti vzdáleného planetárního systému.
Pomocí Velmi velkého dalekohledu Evropské jižní observatoře (VLT ESO) astronomové objevili exoplanetu obíhající kolem známé Barnardovy hvězdy, nejbližší osamělé hvězdy u našeho Slunce. Na této nově objevené exoplanetě, která má nejméně polovinu hmotnosti Venuše, trvá rok jen něco málo přes tři pozemské dny. Pozorování astronomů rovněž naznačují existenci dalších tří kandidátů na exoplanety na různých oběžných drahách kolem hvězdy.
Počty objevených extrasolárních planet již dávno přesáhly hodnotu pěti tisíc, v 905 případech byly objeveny celé planetární systémy. Jen velmi malé množství z nich ale vykazuje koplanární orbity a ještě menší počet pak orbity nejen v téměř jedné rovině, ale navíc vzájemně gravitačně svázané tzv. rezonancemi. Systém HD 110067 je dost možná jedním z nich. Prvotní indikátor přináší práce, jejímž hlavním autorem byl Jiří Žák.
Při pátrání po životě mimo naši planetu se nemusíme zaměřovat jen na tradiční zelenou barvu, která je běžně spojována s pozemským životem. Planeta podobná Zemi, která obíhá kolem jiné hvězdy, může vypadat jinak a může být pokryta bakteriemi, které k fotosyntéze využívají neviditelné infračervené záření. Astrobiologové z Cornellovy a Minnesotské univerzity za tímto účelem charakterizovali odrazová spektra souboru sirných a dalších fialových bakterií.
Podle vědců z Massachusettského technologického institutu, Birminghamské univerzity a dalších vědeckých pracovišť je nejlepším způsobem, jak najít kapalnou vodu a dokonce i život na jiných planetách, hledat v jejich atmosférách spíše nepřítomnost než přítomnost určitých chemických prvků. Pokud má terestrická planeta v atmosféře podstatně méně oxidu uhličitého než jiné planety ve stejné soustavě, může to být známkou přítomnosti kapalné vody na jejím povrchu. Navíc je tato nová signatura v mezích možností vesmírného teleskopu Jamese Webba. Byly sice navrženy i jiné známky obyvatelnosti, ale ty podle týmu je obtížné, ne-li nemožné současnými technologiemi změřit.
V oboru exoplanet se astronomové posunuli od pouhého objevování k jejich charakterizaci. Zajímavé jsou nejen parametry samotné planety a její oběžné dráhy, ale také, má-li planeta atmosféru a z čeho je složena. Petr Kabáth ze Stelárního oddělení ASU byl spoluautorem studie, která se zabývala možnostmi sledování zajímavého jevu, který ve Sluneční soustavě nenastává – vypařování atmosfér.
Astronomové objevili protoplanetární disk kolem mladé hvězdy ležící ve Velkém Magellanově oblaku, malé galaxii sousedící s naší Galaxií. Disk, v němž probíhá tvorba planet, podobný těm, které známe z naší Galaxie, byl přitom v cizí galaxii zachycen vůbec poprvé. Záběry odhalují mladou hmotnou hvězdu, která stále roste, vtahuje hmotu ze svého okolí a vytváří rotující akreční disk. Pozorování byla provedena pomocí soustavy radioteleskopů ALMA pracující v Chile, jejímž evropským partnerem je ESO.
Odpověď na tuto návodnou otázku je zatím záporná, i když se populární servery snaží poukazovat na objev klíčových molekul. Přesto má smysl ověřit, jestli na exoplanetě K2-18b jsou pro život vhodné podmínky. Za pomocí kosmického teleskopu Jamese Webba byl na ní objeven oxid uhličitý a metan, což naznačuje, že se na exoplanetě může pod atmosférou bohatou na vodík vyskytovat povrch pokrytý oceánem. Tento objev poskytuje fascinující pohled na planetu, která se nepodobá ničemu v naší Sluneční soustavě.
Hubbleův kosmický dalekohled se v nedávné době zaměřil na červeného trpaslíka s názvem AU Microscopii. Jedná se o mladou hvězdu, která vznikla před přibližně 23 miliony let. Je tedy zhruba 200krát mladší než naše Slunce. Od Země ji dělí jen 32 světelných let. Objektem zájmu vědců se však v tomto případě nestala samotná hvězda, ale jedna z exoplanet, které kolem ní obíhají. Konkrétně ta, která obíhá této hvězdě nejblíže, AU Mic b. Z měření změn jasnosti mateřské hvězdy o ní dokázali astronomové zjistit velmi zajímavé informace.
Působivý záběr, který zveřejnila Evropská jižní observatoř ESO, přináší důležité stopy vedoucí k odpovědi na otázku, jak by se mohly formovat planety o hmotnosti Jupiteru. V blízkosti mladé hvězdy vědci objevili rozsáhlé shluky prachu, které by se mohly zhroutit vlastní gravitací a vytvořit obří planety. Snímek vznikl kombinací dat pořízených pomocí dalekohledu VLT a radioteleskopu ALMA.
Astronomové využívající data z radioteleskopu ALMA objevili v okolí vzdálené hvězdy útvar, který se pravděpodobně pohybuje po stejné oběžné dráze, jako již dříve nalezená extrasolární planeta. Vědci se domnívají, že by se mohlo jednat o oblak drobnějších těles související s procesem vzniku další planety. Pokud by se tato domněnka potvrdila, půjde o dosud nejpřesvědčivější důkaz, že dvě planety mohou sdílet jednu oběžnou dráhu.
Dalekohled Jamese Webba, konkrétně jeho přístroj MIRI (Mid-InfraRed Instrument), který se zaměřuje na středně dlouhé infračervené záření, pozoroval hvězdu TRAPPIST 1. Kolem ní obíhá rovnou sedm exoplanet, což z něj činí druhý největší jiný planetární systém co se počtu planet týče. Pozorování proběhlo v době, kdy spolu s hvězdou z pohledu od Země bylo možné vidět i jednu z jejích oběžnic, exoplanetu TRAPPIST-1c. Přesněji řečeno v tu chvíli osvětlenou stranu exoplanety. Když naopak vidět opět nebyla, od hvězdy přicházelo světla méně. Odborně můžeme tuto situaci nazvat jako sekundární zákryt. Během něj se dalekohledu podařilo získat důležitá data o teplotě exoplanety a její atmosféře.
Exoplaneta VHS 1256 b se nachází 40 světelných roků od Země a obíhá kolem dvou hvězd v souhvězdí Havrana (Corvus). Obíhá je ve vzdálenosti 4× větší než Neptun kolem Slunce, což astronomům hraje do karet, protože se světlo z hvězdy nemíchá se zářením exoplanety. Jeden oběh jí trvá přes 10 000 let. Již první výsledky naznačují výskyt pohybujících se křemičitanů, vody, oxidu uhelnatého a zřejmě i uhličitého v její atmosféře.
Pomocí radioteleskopu ALMA pro milimetrové a submilimetrové záření astronomové detekovali vodní páru v protoplanetárním disku kolem hvězdy V883 Orionis. Pozorovaná voda nese chemické stopy osvětlující její cestu ze zárodečných oblaků plynu pro tvorbu hvězd až na planety a podporující domněnku, že voda na Zemi je dokonce starší než Slunce.
Při hledání planet mimo naši Sluneční soustavu zajímají astronomy hlavně Zemi podobné planety. Z více než 5 000 exoplanet, které byly dosud objeveny, má pouze asi desítka z nich hmotnost podobnou Zemi a nachází se v obyvatelné zóně, tedy v oblasti planetárního systému, kde se na povrchu planety může udržet voda v kapalném skupenství.
V posledních dnech nám dalekohled Jamese Webba nabízí doopravdy jeden objev za druhým. V tomto trendu pokračuje i nedávno zveřejněné pozorování prašného disku u nedaleké mladé hvězdy. Je to poprvé, co dalekohled Jamese Webba pozoroval dříve známý prašný disk na daných vlnových délkách v infračervené části spektra. Mimo jiné nám toto pozorování odhaluje možné složení tohoto disku a jeho vnitřní fungování.
Již před několika měsíci dalekohled Jamese Webba provedl první spektrální analýzy atmosfér exoplanet, přičemž se mu v nich podařilo nalézt vodu i oxid uhhličitý, nebo dokonce planetu přímo vyfotografoval. Ve všech případech se však jednalo o již dříve objevené světy. Nyní jsme se poprvé dočkali i potvrzení existence exoplanety nové.
Mezi přednosti teleskopu Jamese Webba patří i schopnost detailně analyzovat dopadající záření pomocí spektroskopů. Tím lze například zjistit, jak daleko se od nás vzdálené galaxie nachází nebo z čeho se skládají hvězdy a plynné obaly exoplanet. Tentokrát se dalekohled opět zaměřil na exoplanetu o hmotnosti Saturnu s označením WASP-39 b nacházející se přibližně 700 světelných let od Země. Obíhá kolem své ústřední hvězdy v menší vzdálenosti než Merkur kolem Slunce, proto ho řadíme mezi tzv. horké Saturny.
Astronomové Stelárního oddělení ASU se podílejí na dlouhodobém sledování rudých obrů a hledají u nich průvodce. Práce má první výsledky, astronomové oznamují u dvou ze studovaných hvězd přítomnost hnědého trpaslíka a menší hvězdy.
