Fenomenální objev: Cirkumbinární tranzitující exoplaneta Kepler-16(AB) b

Není třeba však mít obavy z vesmírné invaze. John Knoll ze společnosti Lucasfilm Ltd. (jejíž zakladatel G. Lucas je autorem známé sci-fi ságy Hvězdné války), byl na tiskovou konferenci pozván z důvodu výrazné podobnosti nyní objeveného systému s planetou Tatooin z Hvězdných válek.

Kepler-16 b obíhá nikoliv okolo své mateřské hvězdy, ale kolem mateřské dvojhvězdy. A to není vše, jak ukazují fotometrická data z družice Kepler, všechna tři tělesa - dvojhvězda i okolo obíhající planeta - obíhají v přesně stejné rovině. A díky tomu, že rovina orbitálního pohybu těchto tří těles protíná i naši Zemi, můžeme pozorovat vzájemné zákryty a tranzity. Je to první známý systém, kde pozorujeme vzájemné zákryty dvojhvězdy i tranzity exoplanety přes obě složky dvojhvězdy. Perioda oběhu dvojhvězdy je 41 dní, zatímco exoplaneta kolem obíhá s periodou 228 dní.

Díky tomuto geometrickému uspořádání máme naprosto jedinečnou příležitost nejen zjistit fyzikální parametry všech tří těles, ale i studovat dlouhodobé dynamické působění. Je to ideální laboratoř pro studium pohybu tří gravitačně vázaných těles v prostoru, klasické a náročné úlohy astronomie.

Rozměry složek dvojhvězdy (0.64 a 0.22 poloměru Slunce) bylo možné s vysokou přesností změřit ze studia jejich vzájemných úplných zákrytů, stejně tak rozměr exoplanety z tranzitů přes obě složky.

Hmotnosti složek dvojhvězdy (0.68 a 0.20 hmotnosti Slunce) bylo možné určit z měření radiálních rychlostí a hmotnost exoplanety samotné byla určena z takzvaného light-time efektu pozorovaného v zákrytech dvojhvězdy.

Light-time efekt je jev známý z oboru zákrytových dvojhvězd. Jedná se o předcházení či zpožďování zákrytů dvojhvězdy způsobené vlivem obíhajícího třetího tělesa. To svou hmotností vychyluje těžiště soustavy zákrytové dvojhvězdy směrem k nám či od nás a my tak vidíme zákryty dvojhvězdy v měnící se vzdálenosti od pozorovatele. A protože světlo se šíří konečnou rychlostí, pozorujeme zdánlivé nepravidelnosti orbitální periody dvojhvězdy. Tyto časové odchylky od přesné periodicity ve dvojhvězdě jsou tím větší, čím hmotnější je obíhající třetí těleso. A právě v případě Kepler-16 b dosahují pozorované odchylky hodnoty 1 minuta, což odpovídá hmotnosti třetího tělesa v systému 0,333 hmotnosti Jupitera (přibližně hmotnost našeho Saturnu). Kdyby bylo třetí těleso v systému např. hnědý trpaslík, musely by být pozorované odchylky větší než 30 minut.

A tak se před námi objevuje obrázek systému, kde plyná planeta o rozměrech Saturnu obíhá kolem dvojhvězdy. A pokud zapátráte v paměti, tak právě takový obrázek jste již viděli ve věděcko fantastickém filmu Hvězdné války IV. - Nová naděje (Star Wars IV. - New hope), kde mladý Luke Skywalker sleduje na vyprahlé planetě Tatooin západ slunce. Tedy dvou sluncí...

Vědci z NASA tak pomohli změnit science - fiction na science - fact. Exoplaneta Kepler-16 b, které se jistě v kuloárech začne říkat Tatooin, je od nás vzdálena jen 200 světelných let a naštěstí není v "předaleké galaxii".

Zdroje:

• Doyle L et al., 2011, Kepler-16: A Transiting Circumbinary Planet
• http://exoplanet.eu/star.php?st=Kepler-16%20(AB)
• http://www.nasa.gov/home/hqnews/2011/sep/HQ_11-304_Kepler_Update.html
• http://kepler.nasa.gov/news/
• http://kepler.nasa.gov/Mission/discoveries/kepler16b/