Student World

***tisková zpráva Evropské jižní observatoře č. 45/2012

Astronomové používající dalekohledy ESO/VLT a Canada-France-Hawaii Telescope identifikovali těleso, které je s největší pravděpodobností planetou cestující vesmírem bez své mateřské hvězdy. Jedná se o dosud nejnadějnějšího kandidáta a zároveň nejbližší objekt tohoto typu. Nachází se pouze asi 100 světelných let od Sluneční soustavy. Relativní blízkost objektu a nepřítomnost blízké jasné hvězdy umožnily týmu zkoumat detailně jeho atmosféru. Astronomové tak dostali příležitost vyzkoušet si, jak budou studovat exoplanety u cizích hvězd pomocí příští generace přístrojů.

Volně se pohybující planety (Free-floating planets) jsou objekty o hmotnosti planet, které plují vesmírem bez jakékoliv vazby k nějaké hvězdě. Již v minulosti byly nalezeny možné případy takových objektů [1]. Jelikož ale astronomové neznali jejich stáří, nebylo možné určit, jestli se jedná o skutečné planety nebo jen o hnědé trpaslíky – nepodařené hvězdy, které kvůli nedostatku hmoty nejsou schopné ve svém nitru zažehnout termojaderné reakce.

Nedávno však astronomové objevili objekt, který by mohl být součástí nedalekého proudu mladých hvězd známého jako pohybová skupina AB Doradus (AB Doradus Moving Group). Těleso dostalo označení CFBDSIR2149 [2]. Objekt byl nalezen na snímcích pořízených dalekohledem Canada France Hawaii Telescope a k detailnímu zkoumání jeho vlastností vědci použili dalekohled ESO/VLT [3]. 

Pohybová skupina AB Doradus je nejbližším podobným uskupením. Její hvězdy putují vesmírem společně a předpokládá se, že vznikaly ve stejnou dobu. Pokud má nalezený objekt opravdu blízký vztah k této skupině – a jedná se tedy o mladé těleso – je možné se o něm dozvědět řadu informací včetně teploty, hmotnosti a složení atmosféry [4]. Stále však zůstává malá pravděpodobnost, že objekt je součástí pohybující se formace pouze náhodou. 

Spojitost objektu a pohybové skupiny je tedy rozhodujícím faktorem, který astronomům umožňuje určit stáří tohoto tělesa [5]. Jedná se o první osamocený objekt planetární hmotnosti, který byl dosud nalezen uvnitř nějaké pohybové skupiny. A právě příslušnost k této skupině dělá z tohoto objektu nejzajímavější dosud nalezenou volně se pohybující planetu.

„Hledání planet kolem jejich mateřských hvězd je jako kdybyste chtěli zkoumat světlušku sedící jeden centimetr od středu vzdáleného silného reflektoru,“ říká Philippe Delorme (Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble, CNRS/Université Joseph Fourier, Francie), vedoucí autor této studie. „Ale tento blízký volně se pohybující objekt nám nabízí příležitost světlušku prozkoumat bez oslňující záře reflektoru, která jinak všechny informace zakryje.“

Předpokládá se, že volně putující objekty jako CFBDSIR2149 vznikly buď stejným způsobem jako normální planety, ale následně byly vypuzeny ze svého domovského systému, a nebo se již tvořily osamoceně – podobně jako jiné malé hvězdy nebo hnědí trpaslíci. Každopádně jsou však velmi zajímavé – ať už jako planety bez hvězd a nebo jako nejmenší možné objekty na stupnici od hnědých trpaslíků až po nejhmotnější hvězdy.

„Tyto objekty jsou velmi významné, neboť nám mohou pomoci lépe pochopit, buď jak probíhá vyvržení planety z jejího systému, a nebo jaké nejmenší objekty mohou vznikat při procesu formování hvězd,“ říká Philippe Delorme. „Pokud je tento malý objekt skutečně planeta vypuzená ze svého rodného systému, pak je to úchvatná ukázka osiřelého světa putujícího prázdnotou vesmíru.“

Taková tělesa však mohou být běžná – možná dokonce stejně početná jako hvězdy [6]. Pokud CFBSIR2149 nepatří ke skupině AB Doradus, bude mnohem obtížnější s jistotou určit jeho povahu a vlastnosti a mohl by tak být klasifikován i jako malý hnědý trpaslík. Oba scénáře však reprezentují důležité otázky vztahující se k vývoji a vzniku planet i hvězd.  

„Další výzkum by měl potvrdit, zda CFBSIR2149 je skutečně volně putující planetou,“ dodává Philippe Delorme. „Toto těleso by mohlo sloužit jako referenční vzorek, díky kterému lépe pochopíme fyziku jakékoliv další exoplanety, která bude v budoucnu objevena zobrazovacími systémy s vysokým kontrastem, včetně přístroje SPHERE, jenž bude instalován na VLT.“

Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí

Poznámky

[1] V minulosti byla oznámena řada kandidátů na tento typ planety (s příslušnými tiskovými zprávami a články v odborných časopisech, např. Science Magazine, Nature, Royal Astronomical Society a dalších). Známými se tyto objekty staly v roce 1990, když astronomové zjistili, že je velmi obtížné určit okamžik, ve kterém se těleso planetární hmotnosti stává hnědým trpaslíkem. Současné výzkumy ukazují, že v Galaxii se takových objektů může vyskytovat opravdu velký počet. Jejich četnost by mohla dvakrát převyšovat počet hvězd hlavní posloupnosti.

[2] Objekt byl objeven v rámci rozšíření přehlídky Canada-France Brown Dwarfs Survey (CFBDS) do oblasti infračerveného záření. Úkolem projektu bylo hledání hnědých trpaslíků. Nalezený objekt nese úplné katalogové označení CFBDSIR J214947.2-040308.9. 

[3] Členové týmu pozorovali objekt CFBSIR2149 pomocí kamery WIRCam (Canada France Hawaii Telescope, Havaj) a kamery SOFI (ESO New Technology Telescope, Chile). Snímky pořízené v různé době umožnily změřit vlastní pohyb objektu po obloze a srovnat jej s členy pohybové skupiny AB Doradus. Detailní průzkum atmosféry tělesa byl proveden pomocí spektrografu X-shooter (ESO Very Large Telescope, Paranal Observatory, Chile).

[4] Blízký vztah k pohybové skupině AB Doradus by snížil hmotnost planety na přibližně čtyř až sedminásobek hmotnosti Jupiteru. Její efektivní teplota se pohybuje kolem 430 °C. Stáří planety by bylo stejné, jako v případě skupiny, tedy 50 až 120 milionů let.  

[5] Statistická analýza vlastních pohybů hvězd – úhlová změna pozice objektu na obloze – ukazuje, že objekt je s pravděpodobností 87 % spojen s pohybovou skupinou AB Doradus. S pravděpodobností 95 % je objekt tak mladý, že má planetární hmotnost, a je tedy pravděpodobnější, že se jedná o toulavou planetu spíše něž o malou nepodařenou hvězdu. Vzdálenější kandidáti na volně putující planety byli již dříve objeveni ve velmi mladých hvězdokupách, ale nemohli být zkoumáni podrobně.

[6] Tyto volně putující objekty mohou prozradit svou přítomnost, když přecházejí mezi námi a vzdálenější hvězdou. Světlo hvězdy je ohýbáno a zakřivováno gravitací tohoto objektu, což způsobuje náhlé krátké zvýšení jasnosti hvězdy – jev zvaný jako gravitační mikročočka (gravitational microlensing). Přehlídky mikročoček v naší Galaxii, jako třeba OGLE, by měly tímto způsobem volně putující planety detekovat (viz například Microlensing Experiment, Nature, 2011).

autor Jiří Srba