Vědcům se poprvé v historii podařilo pořídit snímky více planet, které se otáčejí kolem jiné hvězdy podobné Slunci. I přes podobnost hvězdného hostitele s naší hvězdou však snímky tohoto planetárního systému ukazují, že není jako doma.
Hvězda s názvem TYC 8998-760-1, která se nachází asi 300 světelných let od Země v souhvězdí Musca, má podobnou hmotnost jako Slunce. Její dvě známé planety jsou však výrazně cizí – obíhají kolem své hvězdy ve vzdálenosti asi 160 a 320násobku vzdálenosti Země-Slunce (rozpětí, které je asi čtyřikrát a osmkrát větší než vzdálenost Pluta od našeho Slunce). Oba světy jsou ve srovnání s čímkoli v naší sluneční soustavě nadměrně velké. Nejvzdálenější planeta je asi šestkrát těžší než Jupiter a vnitřní planeta má 14krát větší hmotnost než Jupiter. Na snímcích pořízených přístrojem SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research), který pracuje na dalekohledu Very Large Telescope Evropské jižní observatoře v severním Chile, se každý z těchto světů jeví jako malá tečka kolem hvězdy. Zjištění jsou podrobně popsána ve studii publikované 22. července v časopise Astrophysical Journal Letters.
„Skutečně fascinující na této práci je, že nadále doplňuje obrovskou rozmanitost toho, jaké systémy a planety obíhají kolem nejrůznějších hvězd,“ říká Rebecca Oppenheimerová, astrofyzička z Amerického muzea přírodní historie v New Yorku, která se na studii nepodílela. „Neexistuje žádná jednotná ‚architektura‘ planetárního systému.“
Nová studie je teprve třetím případem, kdy se vědcům podařilo vyfotografovat – nebo „přímo zobrazit“ – více světů obíhajících kolem jedné hvězdy. Tyto dříve pozorované systémy se však nacházely kolem hvězd buď mnohem těžších, nebo lehčích než Slunce, což je činí méně srovnatelnými s naší sluneční soustavou. Přímé snímkování zůstává při studiu světů mimo naše planetární okolí vzácností. Převážná většina exoplanet v katalozích astronomů je známa pouze nepřímými prostředky: prozrazují svou přítomnost a nejzákladnější vlastnosti – hmotnost, velikost a oběžnou dráhu – tím, že se při pohledu ze Země pravidelně přitahují ke svým hostitelským hvězdám nebo se proti nim rýsují. Přímé zobrazování exoplanet je důležité, říká vedoucí studie Alexander Bohn, astrofyzik z Leidenské univerzity v Nizozemsku, protože „díky příjmu světla z planet můžeme lépe charakterizovat atmosféry – a množství prvků v atmosférách – a složení“. Tyto informace zase vědcům umožňují lépe odhadnout, jaké by mohly být podmínky prostředí cizího světa – a zda by se na něm, podobně jako na Zemi, mohl nacházet život.
Nikdo však neuvažuje o životě ani na jednom ze dvou nově zobrazených světů. Kromě toho, že se jedná o nafouklé plynné obry na chladných oběžných drahách bez smysluplného povrchu, na kterém by mohly přebývat organismy, jsou ony i jejich hvězda mnohem mladší než naše Slunce a planety kolem něj. „Samotný systém je starý 17 milionů let ,“ říká Bohn. „A naše sluneční soustava je stará 4,5 miliardy let .“ I kdyby měly obyvatelné podmínky, relativně nově zrozený status každého světa by neposkytoval mnoho času pro vznik biologie z rozmarů chemie. A přestože velikost a mládí planet z nich činí špatné kandidáty na život, jak ho známe, jsou právě tyto vlastnosti důvodem, proč je astronomové v současnosti vůbec mohou pozorovat, a to díky silné infračervené záři, kterou vyzařují jako zbytky energie z jejich vzniku. Menší, starší a jasnější světy, které jsou blíže ke svým hvězdám, zůstávají mimo dosah současných zobrazovačů planet. Časem by je však mohly odhalit výkonnější přístroje na obrovských teleskopech. Již tři extrémně velké teleskopy (ELT) – pozemní observatoře se zrcadly o průměru řádově 30 metrů – se blíží do závěrečné fáze vývoje. A astronomové intenzivně lobbují za to, aby NASA nebo jiné vesmírné agentury v příštích desetiletích spustily ještě ambicióznější vesmírné teleskopy pro snímkování planet.
I přesto „jsme neuvěřitelně daleko od pořízení snímků planet velikosti Země,“ říká Bruce Macintosh, astrofyzik na Stanfordově univerzitě a hlavní výzkumný pracovník Gemini Planet Imager – dalšího přístroje, který spolu se SPHERE představuje současný stav techniky v oblasti snímkování exoplanet. „Díky současné technologii můžeme vidět planetu, která je asi milionkrát slabší než hvězda. To je úžasné. Ale i Jupiter – největší svět v naší sluneční soustavě – je miliardkrát slabší než Slunce.“
Ať už je cílová planeta vedle jasné hvězdy obří plynná koule nebo spíše skála podobná Zemi, říká Bohn, pozorovat ji je jako pozorovat „světlušku hned vedle majáku, který je možná metr daleko. Chcete vidět tuto malou světlušku a jste 500 kilometrů daleko. To je v podstatě výzva, se kterou se potýkáme.“ K zachycení extrémně slabého světla světa v porovnání s jeho hvězdou používá SPHERE a většina dalších přístrojů pro zobrazování planet zařízení zvané koronograf, které blokuje téměř veškeré světlo hvězdy – účinně tlumí odlesky „majáku“, takže lze pozorovat blízké planetární „světlušky“.
Kromě jemnějších detailů daného světa mohou takové snímky odhalit i další zázraky – a přinést nové důležité záhady – které se dotýkají jádra stále se rodících představ teoretiků o tom, jak přesně planetární systémy vznikají a vyvíjejí se. V nově zobrazeném systému „obě planety vznikly kolem stejné hvězdy a jsou stejně staré, ale jedna je dvakrát hmotnější než druhá,“ říká Macintosh, který se na studii nepodílel. „Porovnání jejich vlastností nám pomůže zjistit, jak hmotnosti planet ovlivňují jejich vývoj.“ Dále dodává, že následné snímky systému by mohly odhalit více o oběžných drahách planet – a dokonce i o přítomnosti dosud nepozorovaných světů. „Jsou jejich dráhy uspořádány stejně jako dráhy planet v naší sluneční soustavě? Jsou kruhové?“ Macintosh se ptá. Zjištění odpovědí na tyto otázky by mohlo ukázat, zda tyto planety vznikly stejným způsobem jako světy kolem našeho Slunce, nebo nějakým jiným procesem – a poskytnout tak další vodítko k tomu, zda jsou planety a soustavy, jako je ta naše, běžné, nebo vzácné.