Je to zmrzlý svět. Objev druhé planety u Proximy Centauri může být přesto jeden z nejvýznamnějších

Výzkum exoplanet je jako skládání puzzle. Kousek po kousku se dozvídáme, že svět planet mimo Sluneční soustavu je neuvěřitelně pestrý. Vybrat nejdůležitější objev je těžké a značně subjektivní. Jedním z dosud největších objevů může být v jistém ohled nález druhé planety u Proximy Centauri. 

Astronomové zatím okolo této planety chodí po špičkách. Není jasné, zda vůbec existuje. Autoři nedávné studie prověřili všechna ostatní vysvětlení pozorovaného signálu a přítomnost planety je stále nejpravděpodobnější možností.

Proxima Centauri c (zkráceně Proxima c) má hmotnost 5,8 ± 1,9 Země a oběžnou dobu 5,2 let. Okolo hvězdy se pohybuje ve vzdálenosti 1,5 AU, tedy zhruba stejně daleko jako obíhá Mars od Slunce. 

Ve Sluneční soustavě by planeta byla poblíž vnější hranice obyvatelné oblasti. Proxima Centauri je ale chladným červeným trpaslíkem. Na povrchu Proximy c budou panovat velmi nízké teploty, které sice může zvýšit vhodná atmosféra, ale určitě ne výrazně. Mateřská hvězda bude na tamní obloze stejně velká, jako kdybychom pozorovali Slunce od Saturnu.

Přesto se může jednat o jeden z největších objevů. Planetu bychom totiž v blízké budoucnosti mohli pozorovat hned několika metodami.

Měření radiálních rychlostí

Touto metodou byla planeta objevena. Proxima c obíhá okolo společného těžiště s hvězdou, které je posunuté vůči středu hvězdy. Planeta s hvězdou jakoby cloumá a tento pohyb je pozorovatelný jako posuv spektrálních čar ve světle hvězdy. Metoda nám dokáže určit parametry oběžné dráhy a minimální hmotnost. Přesná hmotnost je závislá na sklonu dráhy vůči nám a ten neznáme.

Ztraceno v prachu

Síť radioteleskopů ALMA objevila ve vlnové délce 1,3 mm ve vzdálenosti asi 1,2 vteřiny od hvězdy (odpovídá to 1,6 AU) signál, který by mohl odpovídat Proximě c. Může se jednat o prach v prstencích planety.

Může, ale nemusí. Za signálem může být třeba i vzdálená galaxie. Bude potřeba dalších pozorování, aby astronomové jasné viděli, že se zdroj signálu pohybuje okolo hvězdy. 

Stejný přístroj objevil ve vzdálenosti 30 AU pás studeného prachu. Jeho sklon je 45 stupňů. Pokud by ve stejné rovině obíhala Proxima c, měli bychom úhel sklonu dráhy, který jsme zmiňovali výše. V takovém případě by skutečná hmotnost planety byla 8,2 Země.

Přímé pozorování Proximy c

Zhruba 98 % všech exoplanet objevili astronomové nepřímými metodami. Jen hrstku planet vidíme přímo. Jsou to mladé planety, které jsou ještě horké, takže vyzařují hodně infračerveného záření. V budoucnu však dokážeme pozorovat i normální planety.

Kromě výkonných dalekohledů bude třeba splnit dvě podmínky: planeta musí obíhat okolo některé z blízkých hvězd a musí být úhlově daleko od hvězdy – světlo hvězdy totiž odstíníme a tím i planety, které obíhají blízko od ní.  Proxima c by se měla pohybovat ve vzdálenosti asi 1 obloukové vteřiny, což je plně v dosahu budoucích dalekohledů.

Ve věčném pohybu

Hvězdám se sice přezdívá stálice ale i ony mají vlastní pohyb. Během lidského života je pouhým okem nepostřehnutelný, což také znamená, že tvar souhvězdí se v rámci století příliš nemění. Přístroje ale dokáží pohyb hvězd zaznamenat. Ve vesmíru nyní pracuje expert na tuto část astronomie – družice GAIA.

Po několika letech pozorování dokáže v pohybu hvězd objevit „poruchy“, které způsobuje gravitace planety. Metodě se říká astrometrická a dokážeme z ní určit hmotnost planety bez nutnosti znalosti sklonu dráhy planety vůči nám. Potřebujeme jen znát vzdálenost hvězdy od nás, což samozřejmě u Proximy Centauri není problém.

Už první data jsou slibná! Vědci na základě prvních dat z družice GAIA a jejího předchůdce (Hipparcos) detekovali anomálii, která by ukazovala na existenci planety o hmotnosti 10 až 20 Zemí ve vzdálenosti 1 až 2 AU.

Kombinací měření radiálních rychlostí a astrometrie by mohli vědci hmotnost Proximy c určit s přesností na 5 %.

Oříšek pro teoretiky

Pokud planeta skutečně existuje, bude velkým oříškem pro teoretiky. Obíhá totiž hodně daleko za sněžnou čárou, což je oblast v disku, ve které už bylo dost chladno na to, aby se tam voda vyskytovala ve formě ledových krystalků. Okolí sněžné čáry je považováno za hlavní porodnici planet, jako je Proxima c. 

Existuje několik možných vysvětlení. Protoplanetární disk u Proximy Centauri mohl být teplejší, než jsme očekávali a sněžná čára se tak nacházela dál. Druhou možností je, že planeta nevznikla tam, kde dnes obíhá. Planety běžně migrují. V případě Proximy c je to ale spíše nepravděpodobné.

Druhá planeta v drsném prostředí

Proxima c by byla druhou planetou u Proximy Centauri. V roce 2016 byla objevena Proxima b, která má hmotnost nejméně 1,3 Země a okolo Proximy Centauri obíhá s periodou 11 dní.

Dostává sice méně záření než Země od Slunce, ale na jejím povrchu by mohly být teoreticky podmínky vhodné k životu, i když červení trpaslíci jsou hodně špatné matky. Kromě toho, že Proxima b bude mít vázanou rotaci (je k hvězdě nakloněna stále stejnou stranou), bude dostávat obrovské dávky krátkovlnného záření. 

V roce 2016 došlo k erupci, při které se uvolnila energie 10³³ erg, což je 10krát více, než byla energie při slavné Carringtonově události v roce 1859 – šlo o nejsilnější sluneční erupci, která byla kdy zaznamenána.

Data z družice TESS nedávno odhalila, že  průběhu 50 dní došlo k 72 erupcím. Celkově Proxima Centauri strávila 7 % svého času erupcemi. Jejich odhadovaná energie byla mezi 10³⁰ až 10³² erg. Očekává se, že třikrát ročně dojde k erupci s energií 10³³ erg a jednou za pár let dojde k ještě větší erupci.