1000 exoplanet 2. část

Kromě metody radiálních rychlostí, zmíněné v první části článku, se velmi úspěšnou metodou hledání exoplanet stala metoda tranzitů. Když je dráha exoplanety v rovině s naší zornou přímkou, nebo se od ní moc neodchyluje, můžeme pozorovat periodické zeslabování a zesilování jasu hvězdy, způsobené tím, že planeta přecházející před kotoučem hvězdy zastíní část jejího světla. Tyto změny jsou tak nepatrné, že lidské oko je nemůže postřehnout, ale citlivé fotometrické kamery dokáží podobné jevy odhalit a z charakteru poklesů jasnosti lze odvodit některé základní vlastnosti obíhajícího tělesa. Tímto způsobem mohou dnes exoplanety pozorovat i amatéři. Těm například Sekce proměnných hvězd a exoplanet České astronomické společnosti poskytuje velmi dobrý servis, neboť na jejím webu http://var2.astro.cz lze najít mnoho užitečných nástrojů a aplikací pro plánování a zpracování těchto pozorování. Web se stal tak úspěšný, že jej dnes využívají amatéři a řada profesionálů z celého světa.

Při pořízení dostatečně dlouhých a kvalitních fotometrických řad lze pomocí tranzitní metody pátrat i po satelitech obíhajících okolo exoplanet a po dalších, menších tělesech obíhajících v blízkosti dané hvězdy. Tato tělesa při tom ani nemusí způsobovat vlastní zákryty. Používají se pro to dvě metody: hledání variací v časech zákrytů a hledání variací v trvání zákrytů.

Další známou metodou objevů exoplanet je pozorování gravitačních mikročoček. K nim dochází vlivem ohybu světla v gravitačním poli hmotných objektů. Čočkující objekt tak na krátko zesílí jas vzdálené hvězdy, když se náhodně dostanou přesně do zorné přímky s pozorovatelem. Pokud má vzdálená hvězda planetu, tato se projeví jako anomálie v jinak hladkém zesílení a poklesu jasu. Touto metodou již bylo objeveno více než tucet exoplanet. Dále lze v dnešní době již při objevování exoplanet využít i astrometrická měření, jejichž přesnost se zvýšila natolik, že i malé změny v poloze hvězdy, způsobené oběhem dalšího tělesa, lze v některých případech zjistit.

Exoplanety lze také objevovat v prachových discích okolo hvězd, které září v infračervené oblasti spektra a větší tělesa se projevují jako výrazné útvary v těchto discích.

Metod pátrání po exoplanetách je dnes známo více než deset, zde jsme zmínili jen ty nejúspěšnější a nejznámější, některé z ostatních jsou sice zkoušeny, zatím však nepřinesly žádné ovoce v podobě objevených exoplanet.

Exoplanetární NEJ

Tisíc vzorků je již dostatečný počet na provádění mnohých statistik, analýz a žebříčků. Pokud budete pátrat na internetu, jistě též objevíte mnoho zajímavostí, prvenství a rekordů ze světa exoplanet. Zde nabízím jen několik nejzajímavějších z nich. Tak jako ve většině ostatních oborů, ani zde nejde o rekordy definitivní, ale s narůstajícím počtem objevů se jistě řada z nich změní. Některé však možná přesto setrvají.

Nejbližší exoplanetu najdeme u hvězdy Alfa Centauri B. Vzhledem k tomu, že blíže je již jen drobná Proxima Centauri, je veliká šance, že právě tato exoplaneta si udrží své prvenství. Hmotnost tělesa se odhaduje na 1,1 hmotnosti Země, a co do velikosti tedy bude velmi podobná naší Zemi. Není však v obyvatelné zóně. Poloměr oběžné dráhy je 25× menší, než u naší planety a podle odhadů dosahuje teplota na povrchu až 1 200 °C.

Nejméně hmotnou dosud objevenou exoplanetou je Kepler-37b v souhvězdí Lyry. Její hmotnost a velikost jen nepatrně převyšuje náš Měsíc. Obíhá okolo mateřské hvězdy ve vzdálenosti 3× menší, než obíhá Merkur okolo Slunce. Povrchová teplota se odhaduje na 425 °C, a tudíž zřejmě nemůže být obyvatelná.

Zajímavou exoplanetou je Kepler-70b v souhvězdí Labutě, která si drží hned několik prvenství. Jde o exoplanetu, která obíhá nejblíže své mateřské hvězdě, střední vzdálenost je jen 0,006 AU. Vlivem toho má také nejkratší oběžnou periodu, jen 5 hodin, 46 minut a 37 sekund. Tato extrémní blízkost též způsobuje zahřátí na nejvyšší teplotu ze všech exoplanet. Odhaduje se až na 7 000 °C. Kepler-70b není jedinou exoplanetou tohoto systému. Nedaleko za ní, ve vzdálenosti 0,076 AU od mateřské hvězdy obíhá o něco větší Kepler-70c. Při vzájemném přiblížení by vzdálenost planet činila jen asi 240 000 km a větší planeta by se na obloze té menší jevila 5× větší, než Měsíc na naší obloze. Navíc existují zatím nepotvrzené údaje o tom, že mezi těmito tělesy obíhá ještě jedna exoplaneta (Kepler-70d). Ta by se k vnitřní planetě mohla přiblížit až na 0,0005 AU, tedy na necelých 75 000 km.

Kepler-37bNejdelší periodu má exoplaneta Fomalhaut b, obíhající nejjasnější hvězdu souhvězdí Jižní ryby. Tato exoplaneta byla jako první objevena přímým pozorováním. Hubbleův kosmický dalekohled ji zachytil v roce 2004 a 2006 kamerou ACS při studiu prachového disku v okolí této hvězdy. V roce 2008 byly fotografie analyzovány a exoplaneta na nich objevena. Vzhledem k některým pochybám o povaze či samotné existenci tohoto tělesa byla exoplaneta Fomalhaut b v roce 2012 nezávisle potvrzena a její pozorování nadále pokračuje. Podle dosavadních propočtů se odhaduje doba jednoho jejího oběhu na asi 2 000 let. Je také na obloze nejvíce úhlově vzdálena od své mateřské hvězdy, téměř 15 obloukových vteřin.

A proč se většina exoplanet tak odlišuje od planet Sluneční soustavy? To bylo jedním z největších překvapení během objevování exoplanet. Nepotvrdilo se totiž, že planetární soustavy ve většině případů odpovídají svým uspořádáním Sluneční soustavě. Převážná většina exoplanet svojí hmotností několikrát převyšuje hmotnost Jupiteru a při tom obíhá na dráze bližší, než Země, řada dokonce i blíže než Merkur. Tato zjištění vedla k revizi modelů vzniku a vývoje planetárních soustav. Ukázalo se, že velké planety obvykle vznikají ve větší vzdálenosti od mateřské hvězdy, v místech, kde již kondenzují lehké plyny, které se pak nabalují na protoplanetární jádra a vytváří plynné planety. Postupem času však tyto velké planety migrují směrem k mateřské hvězdě a záleží na okolnostech, jak blízko se zastaví. Při tomto pohybu samozřejmě narušují dráhy drobnějších, kamenných planet a ty se v podobných soustavách nemohou stabilně udržet. Procentní zastoupení soustav s „horkými Jupitery“, jak se těmto exoplanetám říká, zatím není známo, je však docela jisté, že pávě tyto exoplanety pozorujeme výrazně častěji, než jiné typy, neboť hlavní detekční metody jsou velmi citlivé právě na tento druh exoplanet.

Poznámka na závěr: Již na konci října některá data z první části tohoto článku neplatila. 31. října dosáhl počet potvrzených exoplanet 1030 a 28. listopadu (před uzavřením druhého dílu článku) dosáhl čísla 1047. Doufejme, že toto číslo bude dále utěšeně narůstat, stejně jako množství informací, které nám poznávání vzdálených světů přináší.