Fotografie exoplanety typu super-Jupitera

Ačkoliv astronomové znají již více než 850 planet obíhajících kolem jiných hvězd než Slunce, přímé zobrazení se jim podařilo pouze u několika málo z nich. Naposled mezinárodní tým astronomů, jehož vedoucím je Joseph Carson (College of Charleston a Max Planck Institute for Astronomy), nyní objevil (přímým zobrazením) exoplanetu typu super-Jupitera obíhající kolem velmi hmotné hvězdy kappa Andromedae (v souhvězdí Andromedy).

Použitím přístroje High Contrast Instrument for the Subaru Next Generation Adaptive Optics (HiCIAO) a kamery Infrared Camera and Spectrograph (IRCS) umístěné na japonském dalekohledu Subaru (Mauna Kea, Havajské ostrovy) byli astronomové schopni přímo vyfotografovat novou exoplanetu – plynného obra o hmotnosti 13krát větší, než je hmotnost planety Jupiter. Planeta obíhá mateřskou hvězdu téměř 2krát dále než Neptun kolem Slunce. Povrchová teplota exoplanety je odhadována na 1 400 °C. Mateřská hvězda je 2,5krát hmotnější než Slunce, což z ní dělá doposud nejhmotnější hvězdu, u které byly přímo zobrazeny exoplanety či tzv. hnědí trpaslíci.

Přímé zobrazení exoplanety je velmi obtížné, protože centrální hvězda snadno přezáří slabé světlo obíhající planety. Hlavním cílem projektu SEEDS Project, jehož součástí je i tento tým astronomů, je výzkum stovek blízkých hvězd a snaha o přímé zobrazení exoplanet či přítomných protoplanetárních disků. Skupina astronomů používá k tomuto výzkumu japonský dalekohled Subaru vybavený přístrojem HiCIAO a systémem adaptivní optiky.

Dalekohled již byl namířen na mnoho mladých hmotných hvězd. Nyní se astronomové zaměřili na relativně mladou hvězdu kappa Andromedae, která je od Země vzdálena 170 světelných roků. Je členem hvězdného proudu Columba, který tvoří mladé hvězdy ve věku kolem 30 miliónů roků (stáří Slunce je přibližně 4,5 miliardy roků). Teplota hvězdy (11 000 kelvinů) je zhruba dvojnásobná v porovnání se Sluncem. Mladé hvězdy jsou lákavým cílem pro přímé zobrazení případných planet, protože jejich mladé planety si podržely podstatnou část tepla z období vzniku, tudíž mají zvýšenou jasnost v oboru infračerveného záření.

Exoplaneta kappa And b, což je označení nově objeveného super-Jupitera (plynného obra mnohem hmotnějšího než Jupiter), byla nezávisle objevena v lednu a v červenci 2012 při pozorování na čtyřech odlišných vlnových délkách. Porovnáním jejich vzájemných poloh ze dvou odlišných časových období bylo potvrzeno, že kappa And b vykazuje na obloze společný pohyb s mateřskou hvězdou, což znamená, že obě tělesa jsou navzájem gravitačně svázána.

Velká hmotnost mateřské hvězdy a její obří plynné planety je v ostrém protikladu s tělesy naší Sluneční soustavy. Před několika lety někteří pozorovatelé a teoretikové odhadovali, že velké hvězdy jako například kappa Andromedae pravděpodobně mají velké planety. Vycházeli jednoduše ze zvětšeného modelu naší Sluneční soustavy. Jiní odborníci zase předpokládali, že existují určité limity při extrapolaci rozměrů Sluneční soustavy: jestliže je hvězda příliš hmotná, její intenzivní záření může narušit proces vzniku „normálních“ planet, které by se jinak vyskytovaly v cirkumstelárním disku kolem hvězdy. Objev super-Jupitera kappa And b ukazuje, že i hvězdy větší než 2,5 hmotnosti Slunce jsou ještě schopny vytvářet planety.

Výzkumný tým projektu SEEDS pokračuje v průběžném studiu záření přicházejícího z exoplanety kappa And b napříč širokým spektrem vlnových délek za účelem určení chemického složení atmosféry plynného obra a k upřesnění parametrů jeho oběžné dráhy. Astronomové rovněž průběžně studují soustavu s cílem objevit případné další planety, které mohou ovlivňovat oběžnou dráhu nové planety. Tento pokračující výzkum může přinést podrobnější informace nejen o vzniku exoplanet typu super-Jupitera, ale také všeobecné poznatky o možnostech vzniku planet v okolí hmotných hvězd.

Zdroj: http://www.naoj.org/Pressrelease/2012/11/19/index.html a http://www.nasa.gov/topics/universe/features/super-jupiter.html

autor: František Martinek