Má tato exoplaneta sourozence na stejné oběžné dráze?

„Teoretická předpověď existence dvojic planet podobné hmotnosti sdílejících jednu oběžnou dráhu kolem své mateřské hvězdy – takzvané trojanské nebo koorbitální planety – se objevila před dvěma desítkami let. A nám se podařilo najít první indicii, která dává této teorii za pravdu,“ říká Olga Balsalobre-Ruza (Centre for Astrobiology, Madrid, Španělsko), hlavní autorka práce publikované v časopise Astronomy & Astrophysics.      

Skupiny drobných kamenných těles – planetek – obíhajících po stejné oběžné dráze jako větší planeta známe ze Sluneční soustavy [1]. Typickým příkladem jsou takzvaní trojané Jupiteru - skupina více než 12 tisíc asteroidů pohybujících se kolem Slunce po stejné dráze jako plynný obr Jupiter. Astronomové proto očekávají, že podobné objekty nebo skupiny těles se vyskytují i na oběžných drahách extrasolárních planet u jiných hvězd. Důkazy však dosud chyběly. „Trojané v extrasolárních systémech byly dosud objekty bájné jako jednorožec: teoreticky mohou existovat, ale nikdo je zatím neviděl,“ říká s nadsázkou spoluautor práce Jorge Lillo-Box (Centre for Astrobiology, Madrid, Španělsko). 

Vědeckému týmu využívajícímu radioteleskop ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), jehož partnerem je ESO, se nyní podařilo v systému PDS 70 najít zatím nejpřesvědčivější důkaz, že trojanské planety by mohly skutečně existovat. Je známo, že kolem této mladé hvězdy obíhají dvě obří exoplanety podobné Jupiteru, nesou označení PDS 70b a PDS 70c. Na základě analýzy archivních pozorování soustavy PDS 70 získaných pomocí ALMA astronomové nalezli na dráze planety PDS 70b oblak částic přesně v místě, kde by se měli nacházet její trojané. 

Trojané se vyskytují ve dvou rozsáhlých oblastech v okolí Lagrangeových bodů (L4 a L5) soustavy hvězda-planeta, v místech, kde společným gravitačním působením dochází k zachycení objektů na stabilních drahách. Při průzkumu těchto dvou oblastí na oběžné dráze planety PDS 70b astronomové nalezli v jedné z nich slabý signál, který naznačuje, že by se zde mohl nacházet oblak drobnějších objektů o celkové hmotnosti až dvojnásobku našeho Měsíce.   

Vědci se domnívají, že oblak by mohl být známkou přítomnosti existující nebo formující se trojanské exoplanety v tomto systému. „Kdo si dokáže představit dvě planety se stejnou délkou roku a podmínkami pro život v jednom systému? Naše práce přináší první důkaz, že takové světy skutečně mohou existovat,“ upozorňuje Olga Balsalobre-Ruza. „Víme, jak to vypadá, když planeta sdílí svoji dráhu s tisíci planetkami, jako je to v případě našeho Jupiteru. Ale, že by stejnou dráhu mohly sdílet dvě velké planety, mi přijde fascinující.“

"Náš výzkum představuje první krok v pátrání po koorbitálních planetách krátce po jejich vzniku,“ říká vědecká pracovnice Nuria Huélamo (Centre for Astrobiology, Madrid, Španělsko). „Otevírá zcela nové otázky ohledně vzniku skupin trojanů, jejich vývoje a četnosti výskytu v různých planetárních systémech,“ dodává spoluautor práce Itziar De Gregorio-Monsalvo, vedoucí Kanceláře pro vědu ESO v Chile.  

Na plné potvrzení tohoto pozorování si členové týmu budou muset počkat nejméně do roku 2026, kdy se pokusí pomocí ALMA zaznamenat, zda se planeta PDS 70b a oblak pohybují po oběžné dráze kolem hvězdy společně. „To by znamenalo průlom ve studiu exoplanetárních systémů,“ upozorňuje Olga Balsalobre-Ruza.

„Budoucnost tohoto směru výzkumu je vzrušující a my se nemůžeme dočkat zvýšení výkonu radioteleskopu ALMA. Je plánováno na rok 2030 a dramaticky zlepší schopnost pole ALMA charakterizovat trojany v mnoha dalších planetárních systémech,“ dodává Itziar De Gregorio-Monsalvo.

Poznámky

[1] Když byly objeveny první planetky na koorbitální dráze s planetou Jupiter, byla jednotlivá tělesa pojmenovávána po postavách z Trójské války. Tak vzniklo i označení celé skupiny: v češtině nejčastěji trojané (souhrnné označení pro obě skupiny v bodě L4 a L5); Trojané (jen L4, 60° před Jupiterem) a Řekové (jen L5, 60° za Jupiterem). 

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku publikovaném v časopise Astronomy & Astrophysics.

Složení týmu: O. Balsalobre-Ruza (Centro de Astrobiología [CAB], CSIC-INTA, Španělsko), I. De Gregorio-Monsalvo (European Southern Observatory [ESO], Chile), J. Lillo-Box (CAB), N. Huélamo (CAB), Á. Ribas (Institute of Astronomy, University of Cambridge, UK), M. Benisty (Laboratoire Lagrange, Université Côte d’Azur, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Francie a Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Francie), J. Bae (Department of Astronomy, University of Florida, USA), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Itálie) a R. Teague (Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, USA).

Evropská jižní observatoř (ESO) umožňuje vědcům z celého světa objevovat tajemství vesmíru ve prospěch všech. Navrhujeme, stavíme a provozujeme pozemní observatoře světové úrovně, které astronomové využívají k řešení vzrušujících otázek a šíření zájmu o astronomii, a podporujeme mezinárodní spolupráci v oblasti astronomie. ESO byla založena jako mezivládní organizace v roce 1962 a dnes ji podporuje 16 členských států (Belgie, Česká republika, Dánsko, Francie, Finsko, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Polsko, Portugalsko, Rakousko, Spojené království, Španělsko, Švédsko a Švýcarsko), hostitelský stát Chile a Austrálie jako strategický partner. Sídlo ESO a její návštěvnické centrum a planetárium ESO Supernova se nachází nedaleko německého Mnichova, zatímco chilská poušť Atacama, nádherné místo s jedinečnými podmínkami pro pozorování oblohy, hostí naše dalekohledy. ESO provozuje tři pozorovací stanoviště: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Paranalu provozuje ESO Very Large Telescope a jeho interferometr VLTI, jakož i přehlídkové dalekohledy, jako je VISTA. Na Paranalu bude ESO také hostit a provozovat soustavu Čerenkovových teleskopů (Cherenkov Telescope Array South), největší a nejcitlivější observatoř pro gama záření na světě. Spolu s mezinárodními partnery provozuje ESO na Chajnantoru zařízení ALMA, které pozoruje oblohu v milimetrovém a submilimetrovém pásmu. Na Cerro Armazones poblíž Paranalu budujeme „největší oko upřené k nebi“ – Extremely Large Telescope. Z našich kanceláří v Santiagu v Chile podporujeme naše operace v zemi a spolupracujeme s chilskými partnery a společností.

Astronomická observatoř ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) je mezinárodním partnerským projektem organizací ESO, NSF (US National Science Foundation) a NINS (National Institutes of Natural Sciences) v Japonsku ve spolupráci s Chilskou republikou. ALMA je za členské státy financována ESO, NSF ve spolupráci s NRC (National Research Council of Canada) a NSC (National Science Council of Taiwan), NSTC (National Science and Technology Council, Taiwan), NINS ve spolupráci s AS (Academia Sinica) na Taiwanu a KASI (Korea Astronomy and Space Science Institute) v Koreji. Výstavba a provoz observatoře ALMA jsou ze strany Evropy řízeny ESO, ze strany Severní Ameriky NRAO (National Radio Astronomy Observatory), která je řízena AUI (Associated Universities, Inc.), a za východní Asii NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan). Spojená observatoř ALMA (JAO, Joint ALMA Observatory) poskytuje jednotné vedení a řízení stavby, testování a provoz teleskopu ALMA.

Odkazy

• Vědecký článek
• Snímky teleskopu ALMA 
• pro novináře: tiskové zprávy pod embargem ve vašem jazyce (REGISTRACE)
• pro vědce: váš článek v tiskové zprávě ESO

Kontakty

Anežka Kabátová; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR; Email: eson-czech@eso.org

Jiří Srba; překlad; Email: eson-czech@eso.org

Olga Balsalobre-Ruza; PhD student at Centre for Astrobiology (CAB, CSIC-INTA); Madrid, Spain; Tel.: +34 918131531; Email: obalsalobre@cab.inta-csic.es

Itziar De Gregorio-Monsalvo; ESO Head of the Office for Science Chile; Santiago, Chile; Tel.: +56 (2) 2463 3000; Email: idegrego@eso.org

Jorge Lillo-Box; Researcher at Centre for Astrobiology (CAB, CSIC-INTA); Madrid, Spain; Tel.: + 34 918131309; Email: jorge.lillo@cab.inta-csic.es

Nuria Huélamo Bautista; Researcher at Centre for Astrobiology (CAB, CSIC-INTA); Madrid, Spain; Tel.: +34 918131530; Email: nhuelamo@cab.inta-csic.es

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 ESO2311 - 19. července 2023