Související stránky k článku Výzkumy v ASU AV ČR (240): Planety v hvězdných systémech s hnědým trpaslíkem

Na dalekohled ESO/VLT bylo nainstalováno nové zařízení určené ke hledání extrasolárních planet. Svoji vědeckou činnost přístroj zahájil 100hodinovým maratonem pozorování sousedního hvězdného systému Alfa Centauri. Cílem experimentu bylo pokusit se jako první v historii zachytit na snímku obyvatelnou exoplanetu.

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.

Vědci pracující na projektu SPECULOOS provedli první úspěšná pozorování z observatoře ESO/Paranal v severním Chile. Zaměří se na hledání planet o velikosti Země obíhajících v obyvatelných zónách kolem blízkých mimořádně chladných hvězd a hnědých trpaslíků.

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.

Přístroj pro zobrazování extrasolárních planet SPHERE, který pracuje ve spojení dalekohledem ESO/VLT, pořídil vůbec první potvrzený snímek planety formující se v protoplanetárním disku mladé hvězdy. Planeta si razí cestu diskem primordiálního plynu a prachu, který obklopuje hvězdu s označením PDS 70. Získaná data rovněž naznačují, že planeta je obklopena oblačnou atmosférou.

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.

Nová studie sedmi planet obíhajících kolem mimořádně chladného červeného trpaslíka TRAPPIST-1 ukázala, že tělesa jsou většinou tvořena horninami a mohou nést dokonce větší množství vody než planeta Země. Hustoty jednotlivých těles v systému, které jsou nyní známy mnohem přesněji než doposud, naznačují, že některé planety mohou obsahovat až 5 % hmotnosti v podobě vody – tedy 250krát více než v oceánech na Zemi. Teplejší planety ležící nejblíže své mateřské hvězdy mají pravděpodobně husté atmosféry obsahující značné množství vodní páry, vzdálenější pak mohou být pokryty silným ledovým příkrovem. Čtvrtá planeta systému je, pokud jde o velikost, hustotu a množství záření dopadajícího na povrch, nejpodobnější Zemi. Ze všech sedmi těles obsahuje největší množství hornin a má potenciál udržet na povrchu vodu v kapalném stavu.

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.

Astronomové nedávno informovali o objevu osmé planety obíhající kolem hvězdy Kepler-90 podobné Slunci. Od Země je vzdálena 2 545 světelných roků a najdeme ji v souhvězdí Draka. Výsledky práce byly publikovány v časopise Astronomical Journal. Planetární soustava kolem hvězdy Kepler-90 má podobnou konfiguraci jako Sluneční soustava. Obsahuje malé planety obíhající blízko mateřské hvězdy a velké planety na vzdálenějších drahách. Ve Sluneční soustavě se vnější planety zformovaly v chladnějších oblastech, kde se mohly utvářet stále větší a větší plynná tělesa. Uskupení planet pozorované u hvězdy Kepler-90 může být důkazem, že se stejné procesy uplatnily i zde. Vzdálenosti planet u obou soustav nejsou na obrázku ve vzájemném měřítku.

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.

Teoreticky je možné, aby obyvatelné planety obíhaly i kolem pulsarů – rychle rotujících neutronových hvězd, které emitují krátké pulsy záření. Podle nových výzkumů však takové planety musí mít dostatečnou hmotnost a rozsáhlou hustou atmosféru, která přemění smrtící rentgenové paprsky a částice o vysokých energiích vyzařované pulsarem na teplo. Tyto závěry astronomů z University of Cambridge a Leiden University byly publikovány v časopise Astronomy & Astrophysics.

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.

Astronomové objevili u vzdálené trpasličí hvězdy obří exoplanetu, která by podle současných teorií neměla existovat. Informace byly uveřejněny v článku, který byl nedávno přijat k publikování v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Existence monstrózní planety pojmenované NGTS-1b mění teorii vzniku planet, podle které by planeta této velikosti neměla vzniknout u tak malé hvězdy. Podle teorie mohou u malých hvězd snadno vzniknout malé kamenné planety, ale nemůže se zde shromáždit dostatečné množství hmoty ke vzniku planety velikosti Jupitera.

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.

Astronomům využívajícím dalekohled ESO/VLT se poprvé podařilo detekovat molekuly oxidu titanatého v atmosféře extrasolární planety. Objev u exoplanety WASP-19b, která je typu horký Jupiter, učinili vědci s pomocí výkonného zařízení FORS2. Přináší unikátní informace o chemickém složení, teplotě a tlaku v atmosféře tohoto neobvyklého a velmi horkého světa. Výsledky byly publikovány v prestižním vědeckém časopise Nature.

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.

Objev objektu s označením 2MASS J11193254–1137466 byl oznámen v minulém roce jako těleso planetární hmotnosti nacházející se ve hvězdné asociaci TW Hydrae, což je seskupení asi 30 mladých hvězd. Objekt 2MASS J11193254–1137466 leží ve vzdálenosti zhruba 160 světelných roků od Země, avšak jeho pohyb naznačuje, že existuje 80% pravděpodobnost, že je součástí tohoto seskupení mladých hvězd. Z nedávných analýz však vyplývá, že se nejedná o jednu velkou planetu, ale o dva poněkud menší plynné obry, jejichž stáří bylo určeno na 10 miliónů roků. Toto zjištění je výsledkem pozorování uskutečněných pomocí dalekohledu Keck Telescope vybaveného adaptivní optikou. Nové označení objektu je nyní 2MASS J11193254–1137466AB.

Modelování pozdních fází vývoje velmi hmotných hvězd je jednou z největších astrofyzikálních výzev současnosti. Navíc jen omezená dostupnost reálných pozorovacích dat činí pokusy o modelování ještě složitějšími, protože je velmi obtížné teoretické výsledky ověřit na skutečných datech. I proto je velmi zajímavou studie Michalise Kourniotise přijatá k publikaci v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Práce se zabývala opravdu zvláštní hvězdou s označením HD 144812.

Dvě mladé vědkyně, Češka Dr. Tereza Klocová z Astronomického ústavu AV ČR a Němka Msc. Silvia Kunz z Thueringer Landessternwarte Tautenburg, Německo (Durynská zemská observatoř v Tautenburgu), začaly na půdě Astronomického ústavu AV ČR s ambiciózním vědeckým výzkumem. Pomocí ondřejovského dvoumetrového Perkova teleskopu, největšího dalekohledu v České republice, a dvoumetrového dalekohledu v Tautenburgu budou hledat v našem hvězdném okolí planety u vzdálených hvězd.

Velmi rychlé spršky meteorů, označované jako klastry, jsou zřejmě pozůstatky velmi čerstvých rozpadů těles meziplanetární hmoty. Pavel Koten byl hlavním autorem práce, která zevrubně studovala takovou spršku pozorovanou videokamerami v paluby letadla během maxima τ-Herkulid v roce 2022.