Dalekohledy ESO pomohly odhalit dosud největší skupinu toulavých planet

„Ani jsme netušili, kolik takových objektů můžeme očekávat a překvapilo nás, že jsme jich našli tolik,“ říká astronomka Núria Miret-Roig (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Francie; University of Vienna, Rakousko), hlavní autorka nové studie publikované v časopise Nature Astronomy.

Toulavé planety putující vesmírem daleko od hvězd, které by je mohly osvětlovat, by za normálních okolností nebylo možné zaznamenat. Núria Miret-Roig a její tým však využili fakt, že tyto objekty jsou po dobu několika milionů let od svého zrodu stále dostatečně teplé, aby samy zářily. Díky tomu jsou taková tělesa přímo pozorovatelná citlivými kamerami a velkými dalekohledy. V oblasti s probíhající tvorbou hvězd ležící v relativní blízkosti Slunce, která se na obloze promítá do souhvězdí Štíra a Hadonoše, objevili přinejmenším 70 nových toulavých planet o hmotnosti srovnatelné s Jupiterem. [1]

K zachycení takového množství těles členové týmu využili data získaná během 20 let pozorování pomocí řady teleskopů na Zemi i ve vesmíru. „Měřili jsme malé vlastní pohyby, barvy a svítivosti desítek milionů objektů na rozsáhlé ploše oblohy,“ vysvětluje Núria Miret-Roig. „A tato data nám umožnila bezpečně identifikovat nejslabší objekty patřící do této oblasti – toulavé planety.“

Členové týmu použili mimo jiné pozorování získaná dalekohledy ESO/VLT (Very Large Telescope), VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy), VST (VLT Survey Telescope) a MPG/ESO (MPG/ESO 2.2-metre telescope) pracujícími v Chile. „Naprostá většina dat pochází z observatoří ESO, které tak byly pro naši studii zásadní. Klíčem k úspěchu v tomto případě bylo široké zorné pole a vysoká citlivost,“ vysvětluje astronom Hervé Bouy (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Francie), vedoucí celého výzkumného projektu. „Použili jsme desítky tisíc širokoúhlých záběrů oblohy získaných přístroji ESO, což odpovídá stovkám hodin pozorování a desítkám terabajtů dat.“  

Vědci rovněž použili data z družice GAIA Evropské kosmické agentury a výsledky tak představují významný úspěch spolupráce pozemních a kosmických teleskopů při zkoumání vesmíru.

Tato studie naznačila, že by mohlo existovat mnohem více planetárních objektů neobíhajících kolem hvězd, které čekají na objevení. „V Galaxii by mohlo být až několik miliard volně putujících obřích planet bez vazby na svou mateřskou hvězdu,“ upozorňuje Hervé Bouy.

Studiem těchto nově objevených toulavých planet astronomové mohou zjistit řadu informací o procesech jejich vzniku. Někteří vědci se domnívají, že by mohly vznikat při kolapsu prachoplynného oblaku, který je příliš malý na to, aby se v něm vytvářely hvězdy. Nebo se jedná o tělesa, která byla vyvržena ze svých mateřských planetárních systémů. Který z těchto mechanismů je pravděpodobnější, zatím není známo.    

Klíčem k odhalení tajemství nomádských planet bude další technologický pokrok. Členové týmu doufají, že budou moci pokračovat v jejich detailním výzkumu s pomocí připravovaného dalekohledu ESO/ELT (Extremely Large Telescope), který je ve fázi výstavby v chilské poušti Atacama a měl by zahájit vědecká pozorování na konci tohoto desetiletí. „Jedná se o extrémně slabé objekty a se současným vybavením se toho o nich dá zjistit jen málo,“ dodává Hervé Bouy. „ELT bude naprosto zásadní pro získání dalších informací o většině toulavých planet, které jsme našli.“

Poznámky

[1] Přesný počet toulavých planet, které tým objevil, je obtížné stanovit. Provedená pozorování totiž astronomům neumožňují určit hmotnosti nalezených těles. Objekty o hmotnosti 13krát vyšší než Jupiter pravděpodobně nejsou planetami a není možné je do součtu zahrnout. Ale vzhledem k tomu, že informace o hmotnosti není k dispozici, museli se vědci spolehnout na měření jasnosti, která poskytují horní limit počtu zachycených toulavých planet. Jasnost určitým způsobem závisí na stáří objektu – starší planeta měla více času vychladnout a je tedy slabší. Pokud je tedy celá zkoumaná oblast starší, pak se v případě těch nejjasnějších objektů ve vzorku o planety nejedná, protože jsou pravděpodobně hmotnější, a obráceně. Vzhledem k nejistotě určení stáří oblasti se odhadovaný počet objevených planet pohybuje v rozmezí 70 až 170.
Další informace

Výzkum byl prezentován v článku „A rich population of free-floating planets in the Upper Scorpius young stellar association“, který byl zveřejněn v časopise Nature Astronomy (DOI: 10.1038/s41550-021-01513-x). Projekt získal finanční podporu od European Research Council (ERC) v rámci programu podpory výzkumu a inovací Evropské unie Horizont 2020 (grantová smlouva No 682903, hlavní řešitel H. Bouy) a také státní podporu Francie v rámci programu „Investments for the Future“, IdEx Bordeaux, číslo ANR-10-IDEX-03-02.

Členové týmu: Núria Miret-Roig (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Univ. Bordeaux, CNRS, Francie [LAB]; University of Vienna, Department of Astrophysics, Rakousko), Hervé Bouy (LAB), Sean N. Raymond (LAB), Motohide Tamura (Department of Astronomy, Graduate School of Science, The University of Tokyo, Japonsko; Astrobiology Center, National Institutes of Natural Sciences, Tokyo, Japonsko [ABC-NINS]), Emmanuel Bertin (CNRS, UMR 7095, Institut d’Astrophysique de Paris, Francie [IAP]; Sorbonne Université, IAP, Francie), David Barrado (Centro de Astrobiología [CSIC-INTA], Depto. de Astrofísica, ESAC Campus, Španělsko), Javier Olivares (LAB), Phillip Galli (LAB), Jean-Charles Cuillandre (AIM, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay, Université de Paris, Francie), Luis Manuel Sarro (Depto. de Inteligencia Artificial, UNED, Španělsko) Angel Berihuete (Depto. Estadística e Investigación Operativa, Universidad de Cádiz, Španělsko) & Nuria Huélamo (CSIC-INTA).

Evropská jižní observatoř (ESO) umožňuje vědcům z celého světa objevovat tajemství vesmíru ku prospěchu všech. Navrhujeme, stavíme a provozujeme pozemní observatoře světové úrovně, které astronomové využívají k řešení vzrušujících otázek a šíření fascinace astronomií. Podporujeme mezinárodní spolupráci v astronomii. ESO byla založena jako mezivládní organizace v roce 1962 a dnes ji tvoří 16 členských států  – Belgie, Česko, Dánsko, Finsko, Francie, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie – a dvojice strategických partnerů – Chile, která hostí všechny observatoře ESO, a Austrálii. Ústředí ESO, návštěvnické centrum a planetárium ESO Supernova, se nachází v blízkosti Mnichova v Německu, zatímco chilská poušť Atacama, úžasné místo s jedinečnými podmínkami pro pozorování oblohy, hostí naše dalekohledy. ESO provozuje tři observatoře: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na hoře Paranal jsou to dalekohled VLT (Very Large Telescope) a interferometr VLTI (Very Large Telescope Interferometer), stejně jako dva přehlídkové teleskopy – VISTA pracující v infračervené oblasti a VST (VLT Survey Telescope) pro viditelné světlo. Na Observatoři Paranal bude ESO také hostit a provozovat pole teleskopů CTAS (Cherenkov Telesope Array South) pro detekci Čerenkovova záření v atmosféře – největší a nejcitlivější observatoř gama záření na světě. Společně s mezinárodními partnery provozuje ESO teleskopy pro milimetrovou a submilimetrovou oblast APEX a ALMA pracující na planině Chajnantor. Na hoře Cerro Armazones poblíž Paranalu stavíme nový dalekohled ELT (Extrémně velký dalekohled, Extremly Large Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 m, který se stane „největším okem lidstva hledícím do vesmíru“. Z našich kanceláří v Santiagu řídíme naši činnost v Chile a spolupráci s místními partnery a veřejností.

 
Odkazy

• vědecký článek
• video a báseň o objevu
• snímky dalekohledu VLT
• snímky dalekohledu VISTA a VST
• více informací o dalekohledu ESO/ELT (Extremely Large Telescope)
• pro novináře: tiskové zprávy pod embargem ve vašem jazyce (REGISTRACE)
• pro vědce: váš článek v tiskové zprávě ESO

Kontakty

Petr Kabáth; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: eson-czech@eso.org

Jiří Srba; překlad; Email: j.srba@seznam.cz

Núria Miret-Roig; Department of Astrophysics, University of Vienna; Vienna, Austria; Tel.: +43 1427753845; Email: nuria.miret.roig@univie.ac.at

Hervé Bouy; Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, Université de Bordeaux; Pessac, France; Tel.: +33 5 40 00 32 94; Email: herve.bouy@u-bordeaux.fr

Bárbara Ferreira; ESO Media Manager; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6670; Mobil: +49 151 241 664 00; Email: press@eso.org

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Tisková zpráva ESO2120 - 22. prosince 2021