Planeta u rudého obra
Objev je výsledem tříleté systematické práce - od nalezení první exoplanety (hmotnosti Jupitera)obíhající kolem mateřské hvězdy ve vzdálenosti Země-Slunce (na rozdíl od většiny nalezených exoplanet).
„I přes to, že astronomové strávili víc než 10 let pozorováním hvězd podobných Slunci a objevili přes 250 exoplanet v našem galaktickém sousedství, dosud nevíme, zda vlastnosti naší Sluneční soustavy, včetně podmínek pro život na naší planetě, jsou ve vesmíru typické nebo výjimečné mezi planetárními soustavami v celé naší Galaxii,“ říká Wolszczan. „Současná představa, založená na pátrání po planetách u hvězd podobných našemu Slunci, je taková, že naše planetární soustava je pravděpodobně v mnoha směrech mimořádná.“
Astronomové používají různé strategie při hledání exoplanet s nadějí, že se právě jim podaří mnohem rychleji odhalit život i někde jinde ve vesmíru, že objeví vhodné typy planetárních soustav a zjistí, jak se formují kolem různých druhů hvězd. Wolszczanův tým použil jednu z těchto nových strategií – hledání planet u obřích hvězd, které jsou již v pozdější fázi vývoje, než v jaké se nyní nachází naše Slunce.
„Sestavili jsme katalog téměř tisíce obřích hvězd, které jsou kandidáty planetárních soustav,“ říká Wolszczan.
Protože metoda objevování exoplanet zahrnuje opakovaná měření jejich gravitačního vlivu na mateřskou hvězdu a protože doba jednoho oběhu kolem rudých obrů může trvat i několik let, výzkumný tým teprve nyní začíná sklízet výsledky mnohaletého systematického pozorování.
„Tři roky jsme shromažďovali data o více než 300 hvězdách, abychom začali rozeznávat vhodné kandidáty na planetární společníky,“ řekl Wolszczan. „Tato planeta je jen první z počtu exoplanet, které budou v rámci tohoto výzkumného programu objeveny.“
Na výzkumu se podílejí Penn State (PSU - Pennsylvania State University), Nicholas Copernicus University (Varšava, Polsko), McDonald Observatory (Austin, Texas) a Caltech (California Institute of Technology, Pasadena, Kalifornie). Podle Wolszczana je velmi důležitá spolupráce s polskou skupinou, kterou vede Dr. Andrzeje Niedzielski, který se stal významným přispívatelem v oboru objevování exoplanet.
Proč studovat planetární soustavy u rudých obrů? Astronomové se snaží lépe pochopit budoucnost naší vlastní Sluneční soustavy – stejně jako si děti na základě fotek z rodinného alba mohou představit, jak budou vypadat, až budou ve věku svých prarodičů.
„Naše Slunce pravděpodobně udělá Zemi neobyvatelnou asi za 2 miliardy let, protože bude stále žhavější a žhavější, protože se bude blížit ke stádiu rudého obra, které nastane od nynějška asi za 5 miliard let,“ řekl Wolszczan.
Hvězda, která se mění na rudého obra, zvětšuje svůj objem a to ovlivňuje i oběžné dráhy planet a dynamiku celé planetární soustavy. Tyto změny způsobují, že dochází ke křížení oběžných drah, srážkám planet a formování nových planet z trosek z těch kolizí.
„Až se naše Slunce stane rudým obrem, Zemi a další vnitřní planety pravděpodobně pohltí Slunce a planety zmizí,“ řekl Wolszczan.
Další motivací pro studium rudého obra je „stěhování“ zón života směrem od rozpínající se hvězdy. Astronomové chtějí zjistit, jak dlouho to trvalo, než se na Zemi vyvinula zóna vhodná pro život a uvažují, jestli bude dostatek času, aby během fáze rudého obra vznikla ve Sluneční soustavě nová zóna života.
„V naší Sluneční soustavě existuje místo jako je Europa - Jupiterův měsíc, který je nyní pokryt silnou vrstvou vodního ledu – ten by při zahřátí mohl podporovat život více než miliardu let, přibližně. Během této doby se naše Slunce začíná měnit v rudého obra a život na Zemi je vyloučen,“ řekl Wolszczan.
Metoda, kterou astronomové užívají při hledání exoplanet, je Dopplerovův efekt – posun spektrálních čas ve spektru „hvězdného kandidáta“ – obíhající planeta svou gravitací „tahá“ mateřskou hvězdu střídavě směrem k Zemi a od Země. Podle velikosti a směru posunu spektrálních čar můžeme určit rychlost, jakou se hvězda k nám přibližuje nebo od nás vzdaluje.
„Pokud zjistíme významné rozdíly hvězdných rychlostí i za měsíc nebo dva, pak začneme hvězdu sledovat systematicky,“ říká Wolszczan. „V tomto případě se rychlost hvězdy změnila asi o 50 m/s (asi 180 km/h) mezi našimi prvními a druhými pozorováními. Proto jsme tuto hvězdu začali pozorovat častěji a našli jsme dostatečně prokazatelný výsledek, který signalizuje přítomnost planety.“ Hvězda a kolem ní obíhající planeta obíhají kolem společného těžiště (hmotného středu celého systému), proto se hvězda periodicky k Zemi přibližuje a od ní vzdaluje. „Když se hvězda blíží k nám, její světlo se stává trochu modřejším, a když se od nás vzdaluje, stává se červenějším. Na základě tohoto efektu můžeme usuzovat na přítomnost planet,“ vysvětluje Wolszczan.
Hledání planet u obřích hvězd je jednou z možností, jak se dozvědět více o formování planet u hvězd hmotnějších než naše Slunce. Pokud jsou tyto hvězdy ve vývojové fázi Slunce, jsou tak horké, že astronomové nedokáží dopplerovými spektroskopy detekovat dostatek jejich spektrálních čar, potřebných pro hledání exoplanet. Ale tím, že se mění v obry, jejich teplota klesá a detekce planet pomocí „dopplera“ je pak možná. „Chceme vědět víc o tom, jak vznikají planety u hvězd hmotnějších než naše Slunce,“ řekl Wolszczan. „Samozřejmě, čím více planetárních soustav u rudých obrů objevíme a prostudujeme, tím máme větší šanci, že skutečně porozumíme velkolepému formování planet.“
Dále se astronomové snaží objevit planety u různých typů hvězd na různých stupních hvězdného vývoje. Snaží se zjistit, jak se vyvíjejí planetární soustavy, když se jejich mateřské hvězdy stávají rudými obry, aby nakonec skončily svůj život jako vyhořelí, „scvrklí“ bílí trpaslíci, které obklopuje planetární mlhovina.
„Jsme teprve na samém počátku tohoto programu. Ještě to zabere mnoho času než obdržíme dokonalou představu o planetárním formování a vývoji,“ říká Wolszczan. „Čím víc informací, tím větší šance, že zjistíme, jak běžný nebo naopak mimořádný je náš domov – Sluneční soustava se Zemí.“
Zdroj: www.science.psu.edu
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí
