První planeta s příznivými teplotami u klidné hvězdy

Pomocí spektrografu HARPS vědci objevili exoplanetu o hmotnosti Země u hvězdy Ross 128

Tým astronomů pracujících se spektrografem HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) na observatoři ESO/La Silla v Chile zjistil, že kolem červeného trpaslíka (red dwarf) Ross 128 obíhá s periodou 9,9 dne exoplaneta (exoplanet) o nízké hmotnosti. Očekává se, že těleso o velikosti Země má na povrchu teplotní podmínky rovněž podobné Zemi. Ross 128 se tak stala nejklidnější blízkou hvězdou, u které je známo, že má planetu tohoto typu.

„Náš objev je založen na více než desetiletém monitorování hvězdy pomocí spektrografu HARPS a unikátních metodách redukce i analýzy dat. Pouze HARPS disponuje takovou přesností a 15 let po svém zprovoznění zůstává nejlepším přístrojem pro měření radiálních rychlostí,“ vysvětluje Nicola Astudillo-Defru (Geneva Observatory – University of Geneva, Švýcarsko), spoluautorka článku prezentujícího výsledky.

Červení trpaslíci jsou jedny z nejchladnějších, nejslabších, ale zároveň nejběžnějších hvězd ve vesmíru. Díky tomu jsou také vhodným cílem pro hledání extrasolárních planet, proto je vědci zkoumají stále častěji. Právě proto pojmenoval vedoucí týmu Xavier Bonfils (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble – Université Grenoble-Alpes/CNRS, Grenoble, Francie) celý pozorovací program na spektrografu HARPS názvem ‚The shortcut to happiness‘ (Zkratka ke štěstí), je totiž mnohem jednoduší detekovat drobné vzdálené příbuzné planety Země v okolí červených trpaslíků než u hvězd podobných Slunci [1].

Mnozí červení trpaslíci, včetně Proximy Centauri, jsou aktivními hvězdami s mohutnými eruptivními projevy, které vystavují jejich planety smrtícímu ultrafialovému a rentgenovému záření. Jak se však zdá, hvězda Ross 128 je mnohem klidnější, a tak by její planety mohly být nejbližším známým bezpečným útočištěm života.

Ačkoliv se hvězda Ross 128 v současnosti nachází ve vzdálenosti 11 světelných let od Slunce, pohybuje se směrem k nám a podle současných znalostí se za nějakých 79 tisíc let (což je z kosmického hlediska doslova okamžik) stane naším nejbližším hvězdným sousedem. Planeta Ross 128 b tak od Proximy b převezme pomyslnou korunu ‚Zemi nejbližší extrasolární planety‘.

Na základě dat získaných pomocí HARPS členové týmu zjistili, že planeta Ross 128 b obíhá kolem své hvězdy 20krát blíže než Země kolem Slunce. Přes tuto malou vzdálenost dostává planeta jen asi 1,38krát více energie než Země. Díky chladné a slabé mateřské hvězdě, jejíž povrchová teplota je ve srovnání se Sluncem sotva poloviční, se odhadovaná rovnovážná teplota planety Ross 128 b pohybuje v rozmezí od -60 °C do +20 °C. I když vědci, kteří se na objevu podíleli, pokládají planetu Ross 128 b za těleso ‚s vhodnými teplotními podmínkami‘ (temperate planet), zůstává otázkou, zda planeta leží uvnitř, vně, nebo na okraji takzvané obyvatelné zóny (habitable zone) [2] – oblasti kolem hvězdy, kde by na povrchu planety mohla existovat kapalná voda.

Astronomům se v současnosti daří objevovat stále více extrasolárních planet s vhodnými teplotními podmínkami. Dalším krokem bude studium jejich atmosfér a chemického složení. Případná detekce známek života v atmosféře exoplanety, například kyslíku, by znamenala průlom. A dalekohled ESO/ELT (Extremely Large Telescope) bude připraven ho učinit [3].

„Nová zařízení ESO budou nejprve hrát klíčovou roli při hledání planet vhodných k dalšímu průzkumu. Především přístroj NIRPS, součást spektrografu HARPS pro infračervenou oblast spektra, výrazně zvýší efektivitu při pozorování červených trpaslíků, kteří většinu záření emitují právě v infračerveném oboru. A dalekohled ELT nám následně umožní velkou část z nich pozorovat a detailně zkoumat,“ dodává Xavier Bonfils.

Poznámky

[1] Planeta obíhající v blízkosti červeného trpaslíka s nízkou hmotností má na hvězdu mnohem silnější gravitační vliv než podobně velká planeta obíhající ve větší vzdálenosti kolem hmotnější hvězdy podobné Slunci. Díky tomu je mnohem jednodušší rychlost tohoto pohybu zaznamenat. Na druhou stranu jsou červení trpaslíci mnohem slabší a je tak složitější získat dostatečný signál potřebný pro provedení vysoce přesných měření.   

[2] Obyvatelná zóna je definována jako oblast oběžných drah kolem hvězdy, kde planeta získává takové množství energie, že na jejím povrchu může existovat kapalná voda.

[3] To je možné pouze v případě několika exoplanet, které jsou natolik blízko, že úhlové rozlišení přístrojů umožnuje jejich pozorování jako samostatných objektů.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku “A temperate exo-Earth around a quiet M dwarf at 3.4 parsecs” autorů X. Bonfils a kol., to appear in the journal Astronomy & Astrophysics.

Složení týmu: X. Bonfils (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Francie [IPAG]), N. Astudillo-Defru (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Švýcarsko), R. Díaz (Universidad de Buenos Aires, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Buenos Aires, Argentina), J.-M. Almenara (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Švýcarsko), T. Forveille (IPAG), F. Bouchy (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Švýcarsko), X. Delfosse (IPAG), C. Lovis (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Švýcarsko), M. Mayor (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Švýcarsko), F. Murgas (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Španělsko), F. Pepe (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Švýcarsko), N. C. Santos (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço and Universidade do Porto, Portugalsko), D. Ségransan (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Švýcarsko), S. Udry (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Švýcarsko) a A. Wü̈nsche (IPAG).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy, která v současnosti provozuje jedny z nejproduktivnějších pozemních astronomických observatoří světa. ESO podporuje celkem 16 zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a hostící stát Chile. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje Velmi velký dalekohled VLT a také dva další přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem na světě, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Paranalu v oblasti Cero Armazones staví ESO nový dalekohled ELT (Extremely Large Telescope), který se stane „největším okem hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• odborný článek Astronomy & Astrophysics
• snímky dalekohledu ESO 3.6-metre telescope
• další informace o přístroji HARPS

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Xavier Bonfils; Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble – Université Grenoble-Alpes/CNRS; Grenoble, France; Email: xavier.bonfils@univ-grenoble-alpes.fr

Nicola Astudillo-Defru; Geneva Observatory – University of Geneva; Geneva, Switzerland; Email: nicola.astudillo@unige.ch

Richard Hook; ESO Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Tisková zpráva ESO1736