Související stránky k článku Výzkumy v ASU AV ČR (240): Planety v hvězdných systémech s hnědým trpaslíkem
Toulavé planety jsou obtížně zachytitelné objekty o hmotnosti srovnatelné s planetami Sluneční soustavy, které však neobíhají kolem žádné hvězdy, ale osamoceně putují mezihvězdným prostorem. Až dosud jich bylo známo jen málo. Mezinárodnímu týmu astronomů se nyní – mimo jiné pomocí dalekohledů Evropské jižní observatoře ESO – podařilo nalézt minimálně 70 těchto těles. Jedná se o největší skupinu toulavých planet, jaká byla dosud odhalena, a významný krok na cestě k objasnění původu a porozumění vlastnostem těchto záhadných galaktických nomádů.
Dlouhodobá astronomická pozorování přinášejí unikátní údaje pro studium zajímavých hvězdných systémů. Kataklyzmické proměnné představují fascinující kategorii objektů. V těchto těsných systémech proudí hmota z jedné hvězdy – obvykle vyvinuté chladné hvězdy – na druhou složku, kterou bývá bílý trpaslík. Oběžná dráha je typicky několik hodin. U většiny takových systémů se vytváří z proudící hmoty kolem tohoto trpaslíka akreční disk, ale existuje zvláštní podtřída, kde k tomu nedojde: tzv. polary. Nová studie porovnává dva konkrétní polary – BY Camelopardalis a AR Ursae Majoris – a ukazuje, že přestože patří do stejné kategorie, jejich dlouhodobé chování se zásadně liší.
Dalekohled VLT Evropské jižní observatoře pořídil snímek exoplanety obíhající kolem dvojhvězdy b Centauri, která je na obloze pozorovatelná pouhým okem. Jedná se zatím o nejteplejší a nejhmotnější systém hvězd, u jakého byla objevena planeta. Objekt obíhá kolem páru ve vzdálenosti 100krát větší než Jupiter kolem Slunce. Někteří astronomové se až dosud domnívali, že u takto hmotných a horkých hvězd planety existovat nemohou.
Na Měsíci existuje voda. Samozřejmě pod povrchem. A to nikoli jen vázaná v minerálech nebo zachycená v hlubokém stínu kráterů, ale i ve formě vodního ledu v měsíčním regolitu, hlavně v blízkosti pólů a dokonce i jako podzemní jezera. Nová studie českých vědců přináší důkazy o výrazných rozdílech mezi polárními a nepolárními oblastmi Měsíce a identifikuje konkrétní místa, kde je pro výskyt vody větší pravděpodobnost.
Tým astronomů použil dalekohled ESO/VLT v Chile, aby osvětlil povahu planet připomínajících dobře známá tělesa Sluneční soustavy ale obíhajících v planetárním systému kolem nedaleké hvězdy L 98-59. Pozorování přineslo hned několik objevů. Vědcům se podařilo určit, že jedna z planet má poloviční hmotnost než Venuše a je tak nejlehčím tělesem, jaké bylo dosud zaznamenáno metodou měření radiálních rychlostí. Další z planet tohoto systému je pravděpodobně pokryta oceánem. Nalezli také známky možné celkově již páté planety v této soustavě, která by mohla ležet v obyvatelné zóně hvězdy L 98-59.
Asteroidy nemusejí být jen osamělými poutníky Sluneční soustavou – některé jsou tvořeny více velikostně srovnatelnými tělesy, jiné mají své malé měsíčky, a další tvoří složité systémy měsíců se dvěma i více tělesy. Nová studie, u níž byli i pracovníci Oddělení meziplanetární hmoty ASU, se zaměřila na málo známou skupinu asteroidů s družicemi obíhajícími na velmi vzdálených drahách. Tyto tzv. „velmi široké binární systémy“ (VWBA, z anglického very wide binary asteroids) představují extrém v dynamice asteroidů a mohou odhalit klíčové stopy o jejich původu, vývoji, i o kolizní historii rané Sluneční soustavy.
Astronomové objevili důkazy existence obří planety obíhající kolem Vegy, což je mladá hvězda ve vzdálenosti 25 světelných roků od Země, jejíž poloha se promítá do souhvězdí Lyry. „Vega je dostatečně jasná, takže ji můžeme pozorovat i za soumraku, kdy ostatní hvězdy jsou přezářeny slunečním světlem,“ říká Samuel Quinn, astronom na Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics. „Bylo by vskutku vzrušující, kdybychom našli planetu obíhající kolem Vegy, protože to nabízí do budoucna nové možnosti výzkumu,“ dodává Samuel Quinn.
Co kdyby černé díry nebyly jedinými extrémními objekty ve vesmíru? Nejnovější studie ukazuje, jak skalární a elektromagnetická pole ovlivňují gravitaci kompaktních objektů. Poukazuje tak na možnou existenci tzv. nahých singularit a upozorňuje na nečekané důsledky pro pohyb světla a překvapivé vlastnosti oběžných drah hmoty v jejich okolí. Jiří Horák z ASU byl hlavním autorem článku, který zkoumá možnosti detekce různých typů exotických objektů na základě speciálních vlastností oběžného pohybu, které se mohou projevit v přímém pozorování rentgenového záření akrečních disků, které tyto objekty zpravidla obklopují.
Na základě pozorování pomocí družice NASA s názvem TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) a několika dalších pozemních dalekohledů astronomové objevili planetu velikosti Jupitera obíhající kolem hvězdy typu bílého trpaslíka s označením WD 1856+534. Soustava WD 1856+534 je známá též jako TIC 267574918 nebo LP 141-14 a nachází se ve vzdálenosti 80 světelných roků od Země; její poloha se promítá do souhvězdí Draka.
Modří veleobři – hvězdy mnohonásobně větší a hmotnější než Slunce – procházejí dramatickými proměnami během svého života. Nová studie využívající družici TESS zkoumá, jak se tyto hvězdy vyvíjejí a jaké informace lze vytěžit z jejich proměnlivosti. Díky podrobné analýze jednačtyřiceti těchto hvězd získáváme nové poznatky o jejich vnitřní stavbě, rotaci, pulsacích i záhadném šumu nízkých frekvencí, jehož původ stále uniká jistému vysvětlení.
Dalekohled VLT Evropské jižní observatoře pořídil vůbec první snímek mladé hvězdy slunečního typu, kterou doprovází dvojice obřích planet. Záběry systémů s větším počtem extrasolárních planet jsou dosud ojedinělé a zaznamenat přímo více než jednu exoplanetu obíhající kolem hvězdy podobné Slunci se astronomům zatím nedařilo vůbec. Taková pozorování však mohou vědcům pomoci pochopit, jak se formovaly a vyvíjely planety ve Sluneční soustavě.
Jak se ve skvrnách na Slunci pohybují jasné útvary zvané penumbrální zrna, a co tento pohyb říká o vnitřní dynamice a magnetickém poli Slunce? Nová studie pomocí pokročilé počítačové simulace nabízí odpovědi, které rozšiřují výsledky předchozích pozorování a odhalují, jak složitý a proměnlivý je život penumbrálních zrníček.
Pozorování provedená dalekohledem ESO/VLT odhalila neklamné známky zrodu planetárního systému. Kolem mladé hvězdy AB Aurigae se nachází hustý disk plynu a prachu s nápadnou spirálovitou strukturou. V něm astronomové nalezli poruchu označovanou jako ‚twist‘, která může prozrazovat polohu vznikající planety. Tento útvar by mohl představovat první přímo pozorovaný doklad o procesu formování planety.
Astronomové díky vesmírné observatoři XMM-Newton poprvé potvrdili přítomnost aktivního galaktického jádra (AGN) v tzv. „zeleném hrášku“ – zvláštním typu trpasličí galaxie s překotnou tvorbou hvězd. Tato objevná studie ukazuje, že i méně zářivé černé díry mohly hrát klíčovou roli při reionizaci raného vesmíru a poskytuje tak cenný pohled na růst černých děr v jeho prvních epochách.
Mezinárodní tým astronomů objevil dalšího kandidáta na exoplanetu typu superzemě obíhající kolem Proximy Centauri, nejbližší hvězdy vzhledem ke Slunci. Proxima Centauri je červený trpaslík vzdálený od Země 4,23 světelného roku, jehož poloha se promítá do souhvězdí Kentaura. Tato malá a studená hvězda není viditelná pouhým okem a je součástí trojhvězdného systému společně s dvojicí hvězd Alfa Centauri A a Alfa Centauri B.
Ne všechny hvězdy se chovají přesně podle kolonky, do níž spadají. Některé z hvězd například vykazují anomálie v chemickém složení, takové označujeme jako chemicky pekuliární. Marek Skarka ze Stelárního oddělení ASU vedl tým, který studoval hned dvojici chemicky pekuliárních hvězd v systému 50 Draconis. Práce ukazuje, že jde o velmi zajímavý systém, v němž se uplatňuje hned několik neobvyklých fyzikálních procesů.
Vědcům se pomocí dalekohledu ESO/VLT podařilo nalézt důkazy přítomnosti velké extrasolární planety v blízkosti hvězdy typu bílý trpaslík. Planeta obíhá kolem žhavého odhaleného jádra hvězdy podobné Slunci v malé vzdálenosti a její atmosféra je neustále rozrušována silným ultrafialovým zářením. Uvolněný plyn se formuje do disku kolem hvězdy a nakonec dopadá na povrch bílého trpaslíka. Tento jedinečný systém nám nabízí představu o tom, jak by jednou v daleké budoucnosti mohla vypadat Sluneční soustava.
Prach hraje zásadní roli v mezihvězdném prostředí, ovlivňuje vznik hvězd a planetárních systémů, ale také interakci se supernovami. Jaký osud čeká prachové částice po hvězdných erupcích a explozích supernov? Nová studie pomocí pokročilých numerických simulací zkoumá, jak různé faktory – včetně geometrie okolního prostředí a načasování výbuchu – určují, zda prach přežije, nebo bude zničen. Výsledky ukazují, že prach může být odolnější, než se dříve myslelo, a jeho osud závisí na složitém propojení fyzikálních procesů.
Vodní páru v atmosféře tzv. super-Země, která obíhá v obyvatelné zóně své hvězdy, objevili vědci z Univerzitní školy v Londýně (UCL) pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu. Exoplaneta s označením K2-18b má hmotnost 8krát větší, než Země v ideální vzdálenosti kolem mateřské hvězdy, kde jsou teploty vhodné k existenci tekuté vody na povrchu, což je podle dnešních poznatků podmínka existence života.
Jedna z hlavních otázek současné astronomie je, jak se planety kolem hvězd dostávají na své pozorované oběžné dráhy, které jsou mateřské hvězdě mnohem blíže, než pozorujeme v naší Sluneční soustavě. K rozřešení této záhady může přispět výzkum sklonů oběžných drah exoplanet. Některé studie ukazují, že oběžné dráhy exoplanet mohou být různě orientované vůči rotačním osám mateřských hvězd, což pravděpodobně souvisí s jejich dynamickou historií. Planet, u nichž je taková informace známa, však není mnoho, a každá další je důležitým střípkem do skládačky vývoje planetárních systémů. Jiří Žák z ASU vedl studii, která měřila sklon oběžných drah exoplanet pomocí tzv. Rossiterova-McLaughlinova efektu. Tyto poznatky pomáhají pochopit, jak planetární soustavy vznikají a vyvíjejí se v průběhu milionů let. Významně přispívají i k debatě o stabilitě a obyvatelnosti exoplanetárních systémů.
