Sciencemag.cz
Doporučujeme
Mezinárodní tým astronomů nalezl v otevřené hvězdokupě M 67 nečekaně vysoký počet obřích extrasolárních planet typu horký Jupiter. Pozorování, která přinesla tento překvapivý objev, byla získána pomocí řady dalekohledů a přístrojů, mezi kterými byl také HARPS – spektrograf pracující na observatoři ESO/La Silla. V prostoru hvězdokupy s poměrně vysokou hustotou stálic dochází k častějším interakcím mezi planetami a blízkými hvězdami, což by mohlo nadprůměrný počet velkých a horkých planet vysvětlit.
Tým chilských, brazilských a evropských astronomů, který vedli Roberto Saglia (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Německo) a Luca Pasquini (ESO), strávil několik let získáváním velmi přesných spektrálních měření pro 88 hvězd v otevřené hvězdokupě M 67 (Messier 67, open star cluster) [1]. Stáří hvězdokupy je srovnatelné s věkem Slunce. Astronomové se domnívají, že Sluneční soustava v minulosti vznikala v podobném prostředí [2].
Ke hledání známek přítomnosti obřích planet na drahách s krátkou periodou oběhu použili členové týmu kromě jiných přístrojů také spektrograf HARPS [3]. Snažili se nalézt typické pohupování hvězdy svědčící o přítomnosti hmotného objektu na oběžné dráze. Známky existence planety se podařilo nově objevit u trojice stálic, přičemž několik horkých Jupiterů (hot Jupiters) bylo v této hvězdokupě nalezeno již dříve.
Exoplaneta typu horký Jupiter je plynný obr o hmotnosti alespoň třetiny našeho Jupiteru. Přívlastek horký si tento typ exoplanety vysloužil díky vysoké teplotě, která je způsobena oběhem v malé vzdálenosti od mateřské hvězdy, o čemž svědčí také krátká perioda oběhu (rok na těchto planetách obvykle trvá méně než deset pozemských dní). Tyto planety se značně odlišují od Jupiteru v naší Sluneční soustavě, který oběhne kolem Slunce za 12 let a je mnohem chladnější než Země [4].
„Chtěli jsme použít otevřenou hvězdokupu jako laboratoř k výzkumu vlastností exoplanet a testování teorií planetární evoluce“, vysvětluje Roberto Saglia. „V hvězdokupě je vysoká koncentrace stálic a u řady z nich mohou být planety, které musely vzniknout v tomto přehuštěném prostoru.“
V této studii se vědcům podařilo ukázat, že exoplanety typu horký Jupiter se častěji vyskytují u hvězd v hvězdokupě M 67, než u stálic ležících mimo hvězdokupy. „Je to opravdu pozoruhodný závěr,“ žasne Anna Brucalassi, která prováděla analýzu získaných pozorování. „Tyto nové výsledky ukazují, že v otevřené hvězdokupě M 67 se planety typu horký Jupiter vyskytují zhruba u 5 % zkoumaných stálic, tedy mnohem častěji než udávají obdobné studie pro hvězdy mimo hvězdokupy, u kterých se tyto planety vyskytují zhruba v 1 % případů.“
Astronomové si však myslí, že je vysoce nepravděpodobné, aby tito exotičtí giganti vznikli tam, kde je dnes pozorujeme, protože podmínky v takové blízkosti hvězdy jsou krajně nevhodné ke vzniku plynných planet podobných Jupiteru. Naopak se domnívají, že tyto planety se vytvořily mnohem dále, pravděpodobně zhruba ve vzdálenosti, v jaké dnes obíhá Jupiter ve Sluneční soustavě, a teprve následně se přesunuly do blízkosti mateřské hvězdy. Tím se kdysi vzdálené a chladné obří planety výrazně ohřály. Otázkou však zůstává, co způsobilo tuto takzvanou migraci obřích planet dovnitř svého systému?
Možných příčin je však hned několik. Autoři této práce však dospěli k závěru, že se s největší pravděpodobností jedná o důsledek blízkých setkání mezi hvězdami v hvězdokupě, nebo dokonce s planetami v sousedních planetárních systémech. To znamená, že aktuální uspořádání hvězd v okolí konkrétního planetárního systému může mít značný vliv na jeho vývoj.
V otevřené hvězdokupě jako je M 67, kde jsou hvězdy mnohem blíže jedna ke druhé, než je v galaxii běžné, by taková blízká setkání měla být mnohem častější. A tento fakt by mohl vysvětlit pozorovaný nadprůměrný počet planet typu horký Jupiter.
Spoluautor práce Luca Pasquini se ohlíží za nedávnou historií výzkumu planet ve hvězdokupách: „Prvního horkého Jupitera se v nějaké hvězdokupě podařilo identifikovat teprve před několika lety. A během tří let se naše znalosti naprosto změnily – od představy, že tam takové planety vůbec nejsou, až po nadprůměrný počet, který pozorujeme dnes.“
Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí
Poznámky
[1] U části z původního vzorku 88 vybraných hvězd se ukázalo, že se ve skutečnosti jedná o dvojhvězdy, případně byly k výzkumu nevhodné z jiného důvodu. Tento nový článek se proto zaměřuje na dodatečně zúženou skupinu 66 hvězd. [2] Ačkoliv hvězdokupa M 67 stále drží pohromadě, naše místní hvězdokupa, která mohla kdysi v raných fázích vývoje Sluneční soustavy obklopovat Slunce, zanikla již velmi dávno a Slunce tak zůstalo osamocené. [3] V rámci studie byla použita rovněž spektra získaná pomocí dalekohledu Hobby-Eberly Telescope (Texas, USA) [4] První exoplaneta objevená u hvězdy podobné Slunci, 51 Pegasi b, je rovněž typu horký Jupiter. V době objevu se jednalo o velké překvapení. Značná část astronomů totiž očekávala, že cizí planetární systémy by se měly podobat Sluneční soustavě, a že tedy jejich velké planety se budou nacházet dále od mateřské hvězdy.
