Sciencemag.cz
Doporučujeme
Nové výsledky získané pomocí ‚lovce exoplanet‘ spektrografu HARPS naznačují, že v zónách života kolem slabých hvězd se velmi často vyskytují kamenné planety jen o málo větší než Země. Mezinárodní tým astronomů na základě těchto pozorování odhaduje, že v Galaxii existují až desítky miliard takových planet. Až sto jich pak pravděpodobně leží v těsném okolí Slunce. Jedná se o první přímé měření četnosti výskytu exoplanet typu super-Země u červených trpaslíků, kteří reprezentují až 80% hvězd naší Galaxie.
Mezinárodním tým vědců pracujících s přístrojem HARPS a dalekohledem o průměru 3,6 m na observatoři La Silla v Chile [1] oznámil první přímý odhad četnosti výskytu ‚lehkých‘ exopalent obíhajících kolem hvězd typu červený trpaslík. Nedávné oznámení (eso1204) ‚všudypřítomnosti‘ planet v naší Galaxii použilo jinou metodiku a netýkalo se přímo této třídy exoplanet.
Členové týmu HARPS hledali exoplanety obíhající kolem nejobvyklejšího typu hvězd v naší Galaxii – červených trpaslíků (aka M trpasíků [2]). Tyto hvězdy jsou ve srovnání se Sluncem slabé a chladné, ale zároveň jsou dlouhověké a vyskytují se velmi často, proto tvoří až 80% hvězdné populace naší Galaxie.
„Naše nová pozorování provedená spektrografem HARPS znamenají, že asi 40 % všech červených trpaslíků má planetu typu super-Země, která se nachází v zóně života, tedy obíhá po takové dráze, že na jejím povrchu může existovat tekutá voda,“ říká vedoucí týmu Xavier Bonfils (IPAG, Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble, Francie). „Jelikož červení trpaslíci jsou tak početní (odhaduje se, že v Galaxii jich je až 160 miliard) vede tento výsledek ke překvapivému závěru – jen v naší Galaxii existují desítky miliard takových exoplanet!“
Za dobu šesti let členové týmu HARSP prozkoumali pečlivě vybraný vzorek 102 červených trpaslíků pozorovatelných z jižní polokoule. Celkem objevili devět super-Zemí (planet o hmotnosti mezi 1 a 10 násobkem Země), a to včetně dvou těles v zónách života kolem hvězd Gliese 581 (eso0915) respektive Gliese 667 C. Astronomové mohli odhadnout, jak jsou planety hmotné a jak daleko od svých hvězd obíhají.
Zkombinováním všech dat včetně pozorování hvězd nemajících planety, s přihlédnutím k podílu existujících planet, které mohou být objeveny, byli členové týmu schopni odhadnout četnost výskytu rozdílných typů exoplanet kolem červených trpaslíků. Objevili, že planety typu super-Země [3] se vyskytují v zóně života ve 41 % případů s rozptylem od 28 % do 95%.
Hmotné planety podobné Jupiteru a Saturnu se naopak vyskytují u červených trpaslíků velmi zřídka. Méně než 12% červených trpaslíků má obří planety (s hmotnostmi v rozmezí 100 až 1000 Zemí).
Jelikož v blízkosti našeho Slunce se nachází mnoho hvězd tohoto typu, znamená to, že v zónách života kolem hvězd do vzdálenosti asi 30 světelných let od Slunce se nachází pravděpodobně až 100 super-Zemí [4].
„Zóna života, kde je teplota vhodná pro existenci tekuté vody na povrchu planety, se u červeného trpaslíka nachází mnohem blíže hvězdy než v případě Země a Slunce,“ říká člen týmu Stéphane Udry (Geneva Observatory). „Červení trpaslíci jsou však známi svými hvězdnými erupcemi, které mohou planetu ozařovat rentgenovým a ultrafialovým zářením, což může významně snížit pravděpodobnost existence místního života.“
Jednou z planet, která byla objevena spektrografem HARPS v rámci přehlídky červených trpaslíků, je objekt Gliese 667 Cc [5]. Jedná se o druhou planetu objevenou v tomto trojhvězdném systému (viz nejprve eso0939) a zdá se být situována poblíž středu zóny života. Přestože tato planeta je 4krát hmotnější než Země je dosud nejpodobnějším dvojčetem naší planety a má téměř jistě vhodné podmínky pro existenci tekuté vody na svém povrchu. Jedná se o druhou známou super-Zemi ležící uvnitř zóny života červeného trpaslíka objevenou v rámci přehlídky HARPS, poté co byla v roce 2007 oznámena a v roce 2009 potvrzena existence planety Gliese 581d
„Nyní když víme, že existuje mnoho super-Zemí kolem blízkých červených trpaslíků, musíme jich nalézt více pomocí spektrografu HARPS i budoucích zařízení. Očekává se, že některé z těchto planet přecházejí při svém oběhu před diskem své mateřské hvězdy – to otevírá vzrušující možnost ke studiu atmosféry takové planety a hledání známek života,“ dodává Xavier Delfosse, další člen týmu (eso1210).
Poznámky
[1] Spektrograf HARPS měří s velmi vysokou přesností radiální rychlost hvězdy. Planeta na oběžné dráze kolem hvězdy způsobuje pravidelný pohyb hvězdy směrem od nás a k nám. Díky Dopplerově jevu vede změna radiální rychlosti k pohybu spektrálních čar ve světle hvězdy střídavě směrem k červené (při pohybu od nás, rudý posuv) a modré části spektra (při pohybu k nám, modrý posuv). Tyto jemné změny ve spektru hvězdy je možné měřit pomocí vysoce přesných spektrografů jako je HARPS a odhalit tím přítomnost planety.
Další informace
Výzkum byl prezentován v článku “The HARPS search for southern extra-solar planets XXXI. The M-dwarf sample” autorů Bonfils a kol., který vyšel v odborném časopise Astronomy & Astrophysics.
