Trpaslík nesl i další světy!
25. dubna 2007
Astronomové objevili dosud nejpodobnější planetu Zemi mimo naši Sluneční soustavu, exoplanetu s poloměrem jen o 50 % větším než Země, která může mít kapalnou vodu. Tým švýcarských, francouzských a portugalských vědců objevil pomocí 3,6m teleskopu ESO superzemi o hmotnosti asi 5krát větší než Země, která obíhá kolem červeného trpaslíka, o němž je již známo, že ukrývá planetu o hmotnosti Neptuna. Astronomové rovněž získali přesvědčivé důkazy o přítomnosti třetí planety o hmotnosti asi 8 hmotností Země.
Tato exoplaneta – jak astronomové nazývají planety kolem jiné hvězdy než Slunce – je nejmenší, jaká byla dosud objevena, a plnou oběžnou dráhu vykoná za 13 dní. Ke své hvězdě je 14krát blíže než Země ke Slunci. Avšak vzhledem k tomu, že její hostitelská hvězda, červený trpaslík Gliese 581 , je menší a chladnější než Slunce – a tudíž méně svítivá – planeta přesto leží v obyvatelné zóně, tedy v oblasti kolem hvězdy, kde by mohla být voda v kapalném stavu! Planeta se jmenuje Gliese 581 c.
„Odhadli jsme, že průměrná teplota této superzemě se pohybuje mezi 0 a 40 stupni Celsia, a voda by tedy mohla být tekutá,“ vysvětluje Stéphane Udry ze Ženevské observatoře (Švýcarsko) a hlavní autor článku, který o výsledku informuje. „Navíc by její poloměr měl být pouze 1,5násobkem poloměru Země a modely předpovídají, že planeta by měla být buď kamenitá – jako naše Země – nebo plně pokrytá oceány,“ dodává.
„Tekutá voda je pro život, jak ho známe, kritická,“ prohlašuje Xavier Delfosse, člen týmu z univerzity v Grenoblu (Francie). „Vzhledem ke své teplotě a relativní blízkosti bude tato planeta s největší pravděpodobností velmi důležitým cílem budoucích vesmírných misí věnovaných hledání mimozemského života. Na mapě pokladů vesmíru bychom byli v pokušení označit tuto planetu křížkem.“
Hostitelská hvězda Gliese 581 patří mezi 100 nám nejbližších hvězd, nachází se pouhých 20,5 světelných let od nás v souhvězdí Vah („Váhy“). Její hmotnost je pouhou třetinou hmotnosti Slunce. Takoví červení trpaslíci jsou ze své podstaty nejméně 50krát slabší než Slunce a jsou nejběžnějšími hvězdami v naší Galaxii: mezi 100 nejbližšími hvězdami ke Slunci jich do této třídy patří 80.
„Červení trpaslíci jsou ideálním cílem pro hledání planet s nízkou hmotností, na kterých by mohla být kapalná voda. Protože tito trpaslíci vyzařují méně světla, je u nich obyvatelná zóna mnohem blíže než v okolí Slunce,“ zdůrazňuje Xavier Bonfils, spolupracovník z Lisabonské univerzity. Planety ležící v této zóně se pak snáze odhalují metodou radiálních rychlostí , která je při detekci exoplanet nejúspěšnější.
Před dvěma lety již stejný tým astronomů objevil planetu kolem Gliese 581 (viz tisková zpráva ESO eso0539). Planeta o hmotnosti 15 hmotností Země, tedy podobné hmotnosti Neptunu, oběhne kolem své hostitelské hvězdy za 5,4 dne. V té době již astronomové zaznamenali náznaky další planety. Získali proto novou sadu měření a objevili novou superzemi, ale také jasné náznaky další planety o hmotnosti 8 Zemí, která dokončí oběžnou dráhu za 84 dní. Planetární systém obklopující Gliese 581 tak obsahuje ne méně než 3 planety o hmotnosti 15 a méně Zemí a jako takový je poměrně pozoruhodným systémem.
Objev se podařil díky HARPS (High Accuracy Radial Velocity for Planetary Searcher), pravděpodobně nejpřesnějšímu spektrografu na světě. HARPS, umístěný na 3,6m teleskopu ESO v La Silla v Chile, je schopen měřit rychlosti s přesností lepší než jeden metr za sekundu (neboli 3,6 km/h)! HARPS je jedním z nejúspěšnějších přístrojů pro detekci exoplanet a v poslední době drží již několik rekordů, včetně objevu další „trojice Neptunů“ (tisková zpráva ESO eso0618, viz také tisková zpráva ESO eso0427).
Zjištěné změny rychlostí se pohybují mezi 2 a 3 metry za sekundu, což odpovídá přibližně 9 km/h! To je rychlost člověka, který jde svižnou chůzí. Takto nepatrné signály by většina dnes dostupných spektrografů nedokázala odlišit od „pouhého šumu“.
„HARPS je unikátní stroj na lov planet,“ říká Michel Mayor z Ženevské observatoře a hlavní výzkumník HARPS. „Vzhledem k neuvěřitelné přesnosti HARPS jsme naše úsilí zaměřili na planety s nízkou hmotností. A můžeme bezpochyby říci, že HARPS byl velmi úspěšný: ze 13 známých planet s hmotností pod 20 hmotností Země jich bylo 11 objeveno pomocí HARPS!“
HARPS je také velmi účinný při hledání planetárních systémů, kde je třeba odhalit drobné signály. Dva známé systémy se třemi planetami o nízké hmotnosti – HD 69830 a Gl 581 – byly objeveny pomocí HARPS.
„A jsme si jisti, že vzhledem k dosud získaným výsledkům je nalezení planety o hmotnosti Země kolem červeného trpaslíka na dosah,“ potvrzuje Mayor.
Poznámky
: Metodou radiálních rychlostí mohou astronomové získat pouze minimální hmotnost (protože se násobí sinusem sklonu roviny oběžné dráhy k zornému paprsku, který není znám). Ze statistického hlediska se však často blíží skutečné hmotnosti systému. Dvě další soustavy mají hmotnost blízkou této hodnotě. Ledová planeta kolem OGLE-2005-BLG-390L, objevená mikročočkováním pomocí sítě dalekohledů včetně dalekohledu v La Silla (ESO 03/06), má (skutečnou) hmotnost 5,5 hmotnosti Země. Obíhá však mnohem dále od své malé hostitelské hvězdy než současná hvězda, a proto je mnohem chladnější. Druhou planetou je jedna z planet obklopujících hvězdu Gliese 876. Má minimální hmotnost 5,89 hmotností Země (a pravděpodobnou skutečnou hmotnost 7,53 hmotností Země) a oběžnou dráhu dokončí za méně než 2 dny, takže je na přítomnost kapalné vody příliš horká
: Gl 581 neboli Gliese 581 je 581. hvězda v katalogu Gliese, který obsahuje seznam všech známých hvězd ve vzdálenosti do 25 parseků (81,5 světelného roku) od Slunce. Původně byl sestaven Gliesem a publikován v roce 1969 a později aktualizován Gliesem a Jahreissem v roce 1991.
: Tato základní pozorovací metoda je založena na detekci změn rychlosti centrální hvězdy v důsledku změny směru gravitačního působení (neviditelné) exoplanety při jejím oběhu kolem hvězdy. Vyhodnocení naměřených změn rychlosti umožňuje odvodit dráhu planety, zejména periodu a vzdálenost od hvězdy, a také minimální hmotnost.
Více informací
Tento výzkum je popsán v článku zaslaném jako dopis redakci časopisu Astronomy and Astrophysics („The HARPS search for southern extra-solar planets : XI. An habitable super-Earth (5 MEarth) in a 3-planet system“, autoři S. Udry a kol.) Článek je k dispozici na adrese http://obswww.unige.ch/~udry/udry_preprint.pdf.
Tým tvoří Stéphane Udry, Michel Mayor, Christophe Lovis, Francesco Pepe a Didier Queloz (Ženevská observatoř, Švýcarsko), Xavier Bonfils (Lisabonská observatoř, Portugalsko), Xavier Delfosse, Thierry Forveille a C.Perrier (LAOG, Grenoble, Francie), François Bouchy (Institut d’Astrophysique de Paris, Francie) a Jean-Luc Bertaux (Service d’Aéronomie du CNRS, Francie)
Kontakty
Stéphane Udry
Observatory of Geneva University
Ženeva, Švýcarsko
Tel: +41 22 379 22 00
Email: Michel Mayor
Observatoř Ženevské univerzity
Ženeva, Švýcarsko
Email: [email protected]
Michel Mayor
Observatoř Ženevské univerzity
Ženeva, Švýcarsko
Email: [email protected]
Xavier Delfosse
LAOG
Francie
Tel: +33 476 51 42 06
Email: Delfesso: [email protected]
Thierry Forveille
LAOG
Francie
Email: [email protected]
Xavier Bonfils
Lisabonne Observatory
Lisbonne, Portugalsko
Tel: +351 21 361 67 43
Email: [email protected]
Spojte se s ESO na sociálních sítích