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

Keď príde reč na objavovanie exoplanét, môže byť rozumné vziať si so sebou potápačskú výstroj. Nová štúdia publikovaná v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, na základe štatistického modelu vyriekla predpoklad, že väčšine obývateľných planét môžu dominovať oceány, ktoré presahujú viac ako 90% ich plochy.

Výzkum extrasolárních planet rozhodně neusnul na vavřínech. Obor se za poslední desetiletí výrazně rozvinul a od „pouhého“ hledání planet mimo Sluneční soustavu se posunul k jejich charakterizaci. S pomocí nejmodernějších přístrojů v kosmu i na Zemi získáváme přesné údaje, které jsou pak zpracovávány sofistikovanými metodami. Ján Šubjak ze Stelárního oddělení ASU a Centra pro astrofyziku Harvardské univerzity a Smithsonova institutu vedl tým, který pečlivě studoval vlastnosti vzdáleného planetárního systému.

Extrasolární planeta typu super-Země obíhající kolem červeného trpaslíka ležícího asi 40 světelných let od Slunce by mohla být novou držitelkou titulu ‚nejlepší místo pro hledání známek života mimo Sluneční soustavu‘. Mezinárodnímu týmu astronomů se ji podařilo pozorovat pomocí přístroje HARPS pracujícího na observatoři ESO/La Silla a dalších dalekohledů po celém světě. Planeta obíhá v obyvatelné zóně kolem slabé hvězdy s katalogovým označením LHS 1140. Jedná se o těleso větší a hmotnější než Země, které si pravděpodobně uchovalo většinu své atmosféry. Planeta navíc přechází při pozorování ze Země přes disk své mateřské hvězdy, a to z ní dělá jeden z nejslibnějších cílů pro budoucí výzkum planetárních atmosfér. Výsledky byly publikovány 20. dubna 2017 ve vědeckém časopise Nature.

Rentgenové dvojhvězdy jsou aktivními galaktickými jádry v malém. I proto se na jejich výzkum často používá technik odladěných pro tyto mnohem větší systémy. Početným tým pracovníků Oddělení galaxií a planetárních systémů ASU si pokládal otázku, zda jsou pro tyto případy používané modely validní a zda nejsou podané informace zkreslené.

Astronomové objevili soustavu se sedmi planetami ležící jen 40 světelných let od Slunce. S využitím kosmických i pozemních přístrojů, včetně dalekohledu ESO/VLT, se vědcům podařilo pozorovat přechody planet přes disk mateřské hvězdy, kterou je mimořádně chladný červený trpaslík s katalogovým označením TRAPPIST-1. Tři z těchto planet navíc leží v takzvané obyvatelné zóně. To znamená, že na jejich povrchu by se mohly nacházet oceány. Zvyšuje se tak šance, že by některá z planet mohla být také domovem života. V tomto systému se nachází dosud nejvyšší počet planet svou velikostí podobných Zemi a zároveň nejvíce planet, na jejichž povrchu by se mohla vyskytovat voda v kapalném stavu. Článek oznamující objev byl publikován ve vědeckém časopise Nature.

Vojtěch Šimon z Astronomického ústavu AV studoval dlouhodobá pozorování dvou kataklyzmických proměnných, které v době astronomicky velice nedávné vybuchly jako klasické novy. Zejména na základě analýz světelných křivek si všímá změn, ke kterým v obou sledovaných systémech dochází. Oba tyto objekty v současnosti aspoň občas procházejí stádii vzplanutí trpasličích nov a zřejmě na povrchu bílého trpaslíka akumulují materiál pro další výbuch klasické novy.

Astronomové využívající Hubbleův kosmický dalekohled HST (NASA) a podstatu optického klamu (gravitační čočky) potvrdili existenci planety obíhající kolem dvojhvězdy v soustavě OGLE-2007-BLG-349, která je od nás vzdálená 8 000 světelných roků ve směru na střed naší Galaxie.

Jak moc nás ovlivňuje sluneční aktivita? O efektech na technologické prvky již bylo napsáno mnoho. Studie, na níž se podílel i Michal Švanda ze Slunečního oddělení ASU, ukazuje, že svůj dopad má aktivita naší hvězdy i na dřevařský průmysl. Zdá se, že by mohla ovlivňovat výskyt kůrovcových kalamit.

Astronomové pracující s dalekohledem TRAPPIST na observatoři ESO/La Silla objevili trojici planet na oběžné dráze kolem mimořádně chladné trpasličí hvězdy vzdálené 40 světelných let od Slunce. Velikostí a povrchovou teplotou jsou tyto planety srovnatelné se Zemí nebo Venuší a to z nich činí jedny z nejvhodnějších dosud známých cílů pro hledání života mimo Sluneční soustavu. Zároveň se jedná o vůbec první planety objevené u takto drobné a slabé hvězdy. Výsledky byly zveřejněny 2. května 2016 ve vědeckém časopise Nature.

Mezi nejzajímavější projevy sluneční aktivity patří bezpochyby sluneční erupce. Ty jsou často spojovány s ovlivněním technologických prvků na Zemi a v jejím bezprostředním okolí. K tomuto ovlivnění však dochází zejména v případě, kdy je erupce spojena s výronem hmoty do koróny. Ne všechny erupce jsou s těmito výrony spojeny a navíc existuje i třída erupcí, u nichž sice výron odstartuje, ale nedostane se ze sféry vlivu Slunce. O jedné takové nepovedené erupci pojednává studie, na níž se podílel i Marian Karlický ze Slunečního oddělení ASU.

Pátrání po rádiových signálech z cizích světů se nyní rozšiřuje na 20 000 planetárních systémů kolem červených trpaslíků. Důvodem rozšiřování seznamu je změna pohledu na planety u červených trpaslíků. Až do dnes bylo mnoho z nich považováno za špatné cíle pro inteligentní mimozemský život.

Se zlepšující se dostupností rutinních pozorování chladných hvězd se o dění v jejich bezprostředním okolí dozvídáme stále větší podrobnosti. V mnoha případech nám získané údaje ukazují, že jsou tyto hvězdy velmi podobné s naším Sluncem, tedy přinejmenším pokud se týká hvězd chladnějších spektrálních typů. Petr Heinzel ze Slunečního oddělení ASU a z Vratislavské univerzity byl u studie, která určovala parametry hvězdné protuberance, jež opakovaně zakrývala velmi dlouho trvající erupci probíhající na téže hvězdě.

Nový snímek pořízený pomocí radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) zachycuje dosud nejjemnější pozorované detaily protoplanetárního disku v okolí Slunci podobné hvězdy TW Hydrae. Odhaluje fascinující mezeru nacházející ve stejné vzdálenosti od hvězdy, v jaké obíhá Země kolem Slunce. To by mohlo znamenat, že se v tomto systému začíná rodit mladší varianta naší rodné planety, nebo možná její hmotnější extrasolární sestřenice, takzvaná super-Země.

Jakým způsobem ovlivňuje přítomnost magnetického pole chování látky v akrečním disku v okolí černé díry? Přesně tuto otázku si položili autoři představované práce, mezi nimiž byl i Vladimír Karas z ASU. Studie, provedená s pomocí numerické simulace, poukazuje na nezanedbatelný vliv magnetismu v extrémních akrečních discích. Některé z popisovaných jevů by mohly vysvětlovat například proměnnost centra naší Galaxie.

15. ledna 2016 byla oficiálně spuštěna unikátní kampaň s názvem 'Pale Red Dot' (Světle červená tečka), která umožní široké veřejnosti sledovat práci vědců celého světa při pátrání po exoplanetě podobné Zemi obíhající kolem nejbližší cizí hvězdy, Proximy Centauri. Pozorovací kampaň potrvá od ledna do dubna 2016 a bude doprovázena pravidelnými příspěvky na speciálním blogu nebo aktualizacemi na sociálních sítích. Jaký bude výsledek projektu, zatím nikdo neví. V následujících měsících, po provedení samotných pozorování, budou vědci analyzovat získaná data a výsledky publikovat v recenzovaném vědeckém časopise.

Nedávná pozorování pořízená například Hubbleovým vesmírným dalekohledem nebo astrometrickou družicí Gaia přinesla detailní informace o pohybech hvězd uvnitř hvězdokup. Z nich vyvstaly nové otázky týkající se dlouhodobého dynamického vývoje těchto samogravitujících systémů. Václav Pavlík z ASU byl hlavním autorem teoretické studie, která posuzovala vliv počátečního rozdělení směrů rychlostí hvězd ve hvězdokupě na její vývoj.

Nová metoda umožňuje přesné měření gravitačního zrychlení na hvězdách stejně tak jako velikost jejich exoplanet. Jak moc vážíme závisí na gravitaci samotné planety, na které stojíme. Stejně tak u hvězd je gravitace důležitým parametrem, který se v průběhu života hvězdy drasticky mění a poskytuje tak informace o stáří a stupni vývoje hvězdy. Vzhledem k tomu, že se nám hvězdy jeví jen jako malé světlé body na noční obloze je tuto hodnotu velmi těžké měřit.

Polární záře je fascinující přírodní jev, který byl pozorován a zkoumán po tisíce let. Dlouho jsme je měli spojeny jen s naší Zemí, s průzkumem Sluneční soustavy se ale ukázalo, že podobné jevy lze nalézt i u jiných planet. Od toho již není daleko k hledání polárních září u extrasolárních planet, kde je lze logicky očekávat. Ale polární záře u hvězd? Jiří Kubát z ASU byl u studie, která se zabývala možnou detekcí ekvivalentů polárních září v atmosférách horkých hvězd.

Astronomové využívající radioteleskop ALMA našli dosud nejpřesvědčivější důkazy existence planet několikrát hmotnějších než Jupiter v discích plynu a prachu kolem čtveřice mladých hvězd. Měření vlastností plynu v okolí těchto hvězd rovněž poskytla dodatečné informace o vlastnostech těchto planet.

V literatuře přibývá studií prokazujících, že černé díry jsou ve vesmíru téměř všudypřítomné. Od těch hvězdných černých děr vyskytujících se například v kompaktních dvojhvězdách po černé veledíry v jádrech galaxií a kvazarů. Jejich detekce v drtivé většině případů spoléhá na přítomnost okolní látky, která kolem černé díry vytváří akreční disk. Parametry černých děr jsou pak z vlastností záření disku určovány. Ondřej Kopáček a Vladimír Karas z ASU publikovali teoretickou práci vyšetřující chování částic na orbitách v okolí černých děr.