Sciencemag.cz
Doporučujeme
V Galaxii by mohlo být až několik miliard volně putujících obřích planet bez vazby na svou mateřskou hvězdu.
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.
„Ani jsme netušili, kolik takových objektů můžeme očekávat a překvapilo nás, že jsme jich našli tolik,“ říká astronomka Núria Miret-Roig (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Francie; University of Vienna, Rakousko), hlavní autorka nové studie publikované v časopise Nature Astronomy.
Toulavé planety putující vesmírem daleko od hvězd, které by je mohly osvětlovat, by za normálních okolností nebylo možné zaznamenat. Núria Miret-Roig a její tým však využili fakt, že tyto objekty jsou po dobu několika milionů let od svého zrodu stále dostatečně teplé, aby samy zářily. Díky tomu jsou taková tělesa přímo pozorovatelná citlivými kamerami a velkými dalekohledy. V oblasti s probíhající tvorbou hvězd ležící v relativní blízkosti Slunce, která se na obloze promítá do souhvězdí Štíra a Hadonoše, objevili přinejmenším 70 nových toulavých planet o hmotnosti srovnatelné s Jupiterem. [1]
K zachycení takového množství těles členové týmu využili data získaná během 20 let pozorování pomocí řady teleskopů na Zemi i ve vesmíru. „Měřili jsme malé vlastní pohyby, barvy a svítivosti desítek milionů objektů na rozsáhlé ploše oblohy,“ vysvětluje Núria Miret-Roig. „A tato data nám umožnila bezpečně identifikovat nejslabší objekty patřící do této oblasti – toulavé planety.“
Členové týmu použili mimo jiné pozorování získaná dalekohledy ESO/VLT (Very Large Telescope), VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy), VST (VLT Survey Telescope) a MPG/ESO (MPG/ESO 2.2-metre telescope) pracujícími v Chile. „Naprostá většina dat pochází z observatoří ESO, které tak byly pro naši studii zásadní. Klíčem k úspěchu v tomto případě bylo široké zorné pole a vysoká citlivost,“ vysvětluje astronom Hervé Bouy (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Francie), vedoucí celého výzkumného projektu. „Použili jsme desítky tisíc širokoúhlých záběrů oblohy získaných přístroji ESO, což odpovídá stovkám hodin pozorování a desítkám terabajtů dat.“
Vědci rovněž použili data z družice GAIA Evropské kosmické agentury a výsledky tak představují významný úspěch spolupráce pozemních a kosmických teleskopů při zkoumání vesmíru.
Tato studie naznačila, že by mohlo existovat mnohem více planetárních objektů neobíhajících kolem hvězd, které čekají na objevení. „V Galaxii by mohlo být až několik miliard volně putujících obřích planet bez vazby na svou mateřskou hvězdu,“ upozorňuje Hervé Bouy.
Studiem těchto nově objevených toulavých planet astronomové mohou zjistit řadu informací o procesech jejich vzniku. Někteří vědci se domnívají, že by mohly vznikat při kolapsu prachoplynného oblaku, který je příliš malý na to, aby se v něm vytvářely hvězdy. Nebo se jedná o tělesa, která byla vyvržena ze svých mateřských planetárních systémů. Který z těchto mechanismů je pravděpodobnější, zatím není známo.
Klíčem k odhalení tajemství nomádských planet bude další technologický pokrok. Členové týmu doufají, že budou moci pokračovat v jejich detailním výzkumu s pomocí připravovaného dalekohledu ESO/ELT (Extremely Large Telescope), který je ve fázi výstavby v chilské poušti Atacama a měl by zahájit vědecká pozorování na konci tohoto desetiletí. „Jedná se o extrémně slabé objekty a se současným vybavením se toho o nich dá zjistit jen málo,“ dodává Hervé Bouy. „ELT bude naprosto zásadní pro získání dalších informací o většině toulavých planet, které jsme našli.“
Poznámky
[1] Přesný počet toulavých planet, které tým objevil, je obtížné stanovit. Provedená pozorování totiž astronomům neumožňují určit hmotnosti nalezených těles. Objekty o hmotnosti 13krát vyšší než Jupiter pravděpodobně nejsou planetami a není možné je do součtu zahrnout. Ale vzhledem k tomu, že informace o hmotnosti není k dispozici, museli se vědci spolehnout na měření jasnosti, která poskytují horní limit počtu zachycených toulavých planet. Jasnost určitým způsobem závisí na stáří objektu – starší planeta měla více času vychladnout a je tedy slabší. Pokud je tedy celá zkoumaná oblast starší, pak se v případě těch nejjasnějších objektů ve vzorku o planety nejedná, protože jsou pravděpodobně hmotnější, a obráceně. Vzhledem k nejistotě určení stáří oblasti se odhadovaný počet objevených planet pohybuje v rozmezí 70 až 170.
Výzkum byl prezentován v článku “A rich population of free-floating planets in the Upper Scorpius young stellar association”, který byl zveřejněn v časopise Nature Astronomy (DOI: 10.1038/s41550-021-01513-x).
