Vesmír | Exoplanety

Příběh planetární systému HIP 41378: okolo hvězdy obíhá šest planet, jedna je extrémně řídká

  • Astronomové objevili u jedné hvězdy šest planet
  • Jedna z nich má velmi nízkou hustotu
  • Na objevu a průzkumu systému se podílel již nefungující kosmický dalekohled Kepler, družice TESS a pozemské spektrografy

Hlavním cílem výzkumu exoplanet je nalezení planety podobné Zemi s vhodnými podmínkami k životu. Musíme však nacházet i jiné planety, abychom pochopili vznik a vývoj planetárních systémů. Kosmický dalekohled Kepler objevil v roce 2016 u hvězdy HIP 41378 (K2-93) pět planet.

Lovec exoplanet v té době pozoroval jednu část oblohy necelých 80 dní. Dvě vnitřní planety (b a c) mají oběžné doby 15 a 31 dní, takže Kepler pozoroval několik jejich přechodů před mateřskou hvězdou. U dalších tří planet (d, e, f) se podařilo pozorovat vždy jen jeden tranzit, což samozřejmě komplikovalo určení jejich oběžných dob.

Kepler pozoroval hvězdu ještě jednou od května do července 2018. Podařilo se mu znovu pozorovat tranzity vnitřních planet a také druhé tranzity planet d a f. Tranzity dvou vnitřních planet pak letos pozorovala také družice TESS, která nahradila Keplera a hledá exoplanety u blízkých jasných hvězd.

Pozemská pozorování a určení hmotnosti

Z tranzitů vědci určili velikosti planet a přibližné oběžné doby vnitřních planet. Na mateřskou hvězdu se pak zaměřily spektrografy. Astronomy zajímala zpočátku především planeta f, která je ze všech největší. Svou velikostí se podobá Saturnu, takže vědci očekávali, že bude mít i podobnou hmotnost a svou gravitací bude mateřskou hvězdu ovlivňovat poměrně výrazným způsobem.

Na hvězdu se zaměřil spektrograf SOPHIE na observatoři Haute-Provence ve Francii, který je nástupcem přístroje ELODIE – ten v roce 1995 objevil první exoplanetu u hvězdy hlavní posloupnosti 51 Peg b (letos za to dostali objevitelé Nobelovou cenu). 

Spektrograf SOPHIE ale nic nenašel. Dnes už víme proč. Hmotnost planety je mnohem menší, než si vědci dokázali představit. 

Měření radiálních rychlostí

Planeta neobíhá okolo hvězdy, ale okolo společného těžiště s hvězdou. Těžiště je vlivem nenulové hmotnosti planety trochu posunuté vůči středu hvězdy, takže planeta s hvězdou jakoby cloumá. Tento pohyb lze pozorovat ve spektru hvězdy.

Pokud se k nám planeta přibližuje, hvězda se vzdaluje a její spektrální čáry se vlivem Dopplerova jevu posouvají k rudému konci spektra. Když se od nás planeta vzdaluje, hvězda se přibližuje a spektrální čáry se posouvají k modrému konci.

Objev další planety

Na hvězdu se později zaměřily výkonnější spektrografy na Kanárských ostrovech, v Chile a na Havaji. Na základě 464 měření radiálních rychlostí se podařilo určit hmotnost planety f i dalších planet a také najít signál, který odpovídá další planetě s oběžnou dobou 62 dní. Kepler ji nemohl pozorovat, protože z našeho pohledu nepřechází před svou hvězdou.

Planeta Oběžná doba (dny) Velká poloosa (AU) Poloměr (Země) Hmotnost (Země)
b 15,5 0,128 2,6 6,9
c 31,7 0,206 2,7 4,4
g 62 0,322 - 7
d 278,3 0,88 3,5 < 4,6
e 369 1,06 4,9 12
f 542 1,37 9,2 12

Extrémně řídká

Exoplaneta HIP 41378 f je asi 9krát větší než Země, její hmotnost je 12 Zemí. Pokud to srovnáme se Saturnem, tak ten je nepatrně menší, ale má hmotnost 95 Zemí!

Ve škole nás učili, že pokud bychom měli dostatečně velký oceán vody, Saturn by na něm plaval. Jeho hustota je nižší než hustota vody – konkrétně 680 kg/m3Hustota planety f je jen 90 kg/m3.

Planetu nevidíme. Pozorujeme jen její přechody před hvězdou, které způsobují poklesy jasnosti a její gravitační vliv na hvězdu projevující se posuvem spektrálních čar. Vědci zatím neznají ani složení atmosféry, ale s ohledem na jasnost hvězdy by tato planeta mohla být cílem například pro Kosmický dalekohled Jamese Webba. S omezeným množstvím informací zatím vědci neví, proč má planeta tak nízkou hustotu. Existují ale dvě hypotézy.

Planeta s prstenci?

Planeta může být ve skutečnosti o dost menší, než se jeví. Její velikost možná nadhodnocuje prstenec, který planetu obklopuje. Pokud tomu tak je, mohou to případně odhalit pozorování tranzitu v infračervené části spektra. V delších vlnových délkách by měly být prstence opticky tenčí a planeta menší.

Druhou možností je rozsáhlá nafouknutá atmosféra. Podobně nafouknuté planety už vědci našli, ale většinou se jedná o horké jupitery – planety obíhající blízko od svých hvězd. Nafukuje je vliv záření blízké hvězdy. 

HIP 41378 f obíhá dál od své hvězdy než Země od Slunce. Její rovnovážná teplota je pouze 300 Kelvinů. 

Zdroj: An extremely low-density and temperate giant exoplanet
HIP 41378
 (arXiv)

Váš názor Další článek: ELONOVINKY: Recyklovaný Falcon 9 vynesl další desítky satelitů Starlink na oběžnou dráhu

Témata článku: Vesmír, Země, Výzkum, Astronomie, Slunce, Exoplanety, Francie, Jupiter, Saturn, TESS, Dalekohledy, Chile, Tranzit, Kepler, Planetární systém, Hvězda, Sofie, Nobelová cena, Planeta, Nízká hustota, Hmotnost, Havaj, Kanárské ostrovy, Hustota


Určitě si přečtěte

Google chystá funkci, která z chytrého Gmailu udělá hloupý Gmail
Lukáš Václavík
SoukromíGmailGoogle
Jak sestavit rodokmen. Z informací, které jsou na internetu

Jak sestavit rodokmen. Z informací, které jsou na internetu

Podrobný návod, jak hledat ve starých matrikách informace o předcích a nemuset při tom ani vstát od počítače. Základy internetové genealogie.

Marek Lutonský | 59

Marek Lutonský
Rodokmen
Teď už Chromium ovládne Windows 10 úplně. Microsoft dokončil WebView2

Teď už Chromium ovládne Windows 10 úplně. Microsoft dokončil WebView2

** Před dvěma lety se Microsoft zasnoubil s Chromem ** Nový Edge není zdaleka jejich jediné dítě ** Ještě důležitější je komponenta WebView2

Jakub Čížek | 50

Jakub Čížek
Windows 10ChromeSoftware
Velký test televizorů v Computeru: i levnější značky překvapily kvalitou obrazu

Velký test televizorů v Computeru: i levnější značky překvapily kvalitou obrazu

** Jak funguje biometrické zabezpečení ve Windows ** Nejlepší správci hesel ** Létáme v Microsoft Flight Simulator

Časopis Computer | 5

Časopis Computer
Časopis Computer
To jsme si to zase zavařili. Ballot screen pro Android je průšvih [komentář]
Jakub Čížek
Evropská unieAndroidVyhledávače
Nvidia představila grafické karty GeForce RTX 3090, RTX 3080 a RTX 3070. Známe české ceny

Nvidia představila grafické karty GeForce RTX 3090, RTX 3080 a RTX 3070. Známe české ceny

** Nvidia uvedla nové desktopové grafické karty GeForce RTX 3000 ** Jedná se o modely GeForce RTX 3070, 3080 a 3090 ** K výrobě se používá 8nm technologii od Samsungu

Karel Javůrek | 68

Karel Javůrek
Grafické kartyTechnologieNvidia