Kandidát na nejrychlejší exoplanetární systém

Tento umělecký koncept představuje superneptunický svět obíhající kolem hvězdy s nízkou hmotností poblíž středu naší Galaxie – Mléčné dráhy. Vědci nedávno objevili takový systém, který může překonat současný rekord pro nejrychlejší systém exoplanet, který se pohybuje rychlostí nejméně 540 kilometrů za sekundu.

Astronomové možná objevili málo hmotnou hvězdu, která se řítí středem naší Galaxie s planetou v závěsu. Pokud se to potvrdí, vytvoří nový rekord v rychlosti pohybu exoplanetárního systému, který je téměř dvakrát rychlejší než naše Sluneční soustava v Mléčné dráze.

„Domníváme se, že se jedná o takzvaný superneptunický svět, který obíhá kolem hvězdy s nízkou hmotností ve vzdálenosti, která by ležela mezi oběžnými drahami Venuše a Země, kdyby se nacházel v naší Sluneční soustavě,“ řekl Sean Terry, postdoktorand na Marylandské univerzitě v College Park a v Goddardově středisku vesmírných letů NASA v Greenbeltu ve státě Maryland. Vzhledem k tomu, že hvězda je tak slabá, je to daleko mimo její obyvatelnou zónu. „Pokud ano, bude to první planeta, která kdy byla nalezena na oběžné dráze kolem hyperrychlé hvězdy.“

Článek popisující výsledky výzkumu, který vedl Sean Terry, byl publikován 10. února 2025 v časopise The Astronomical Journal.

Dvojice objektů byla poprvé nepřímo spatřena v roce 2011 díky náhodnému seřazení. Tým vědců procházel archivní data z projektu MOA (Microlensing Observations in Astrophysics) – společného projektu zaměřeného na průzkum mikročočkování prováděný pomocí observatoře Mount John University of Canterbury na Novém Zélandu – a hledal světelné signály, které prozrazují přítomnost exoplanet neboli planet mimo naši Sluneční soustavu.

K mikročočkování dochází proto, že přítomnost hmoty deformuje strukturu časoprostoru. Kdykoliv se zdá, že se nějaký objekt zdánlivě pohybuje v blízkosti hvězdy v pozadí, světlo z hvězdy se při průchodu deformovaným časoprostorem kolem bližšího objektu zakřiví. Pokud je seřazení obzvláště přesné, může deformace kolem objektu působit jako přirozená čočka a zesilovat světlo hvězdy v pozadí.

Publikovaný umělecký koncept znázorňuje hvězdy poblíž středu naší Galaxie. Každá z nich má barevnou stopu označující její rychlost – čím delší a červenější je stopa, tím rychleji se hvězda pohybuje. Vědci NASA nedávno objevili kandidáta na obzvláště rychlou hvězdu, která je vizualizována poblíž středu tohoto obrázku a kolem které obíhá planeta. Pokud se objev této dvojice potvrdí, vytvoří rekord pro nejrychlejší známý exoplanetární systém.

V tomto případě signály z mikročočkování odhalily dvojici nebeských těles. Vědci určili jejich relativní hmotnosti (jedno je asi 2 300krát hmotnější než druhé), ale jejich přesné hmotnosti závisí na tom, jak daleko jsou od Země.

„Určit poměr hmotností je snadné,“ řekl David Bennett, vedoucí vědecký pracovník na Marylandské univerzitě v College Park a v NASA Goddard, který je spoluautorem nové práce a vedl původní studii v roce 2011. „Mnohem obtížnější je vypočítat jejich skutečné hmotnosti.“

Objevitelský tým z roku 2011 předpokládal, že se jedná buď o hvězdu o hmotnosti asi 20 % hmotnosti našeho Slunce a planetu zhruba 29krát těžší než Země, nebo o bližší „potulnou“ planetu o hmotnosti asi čtyřikrát větší než Jupiter s měsícem menším než Země.

Aby astronomové zjistili, které vysvětlení je pravděpodobnější, prohledali data z Keckovy observatoře na Havaji a z družice Gaia Evropské kosmické agentury ESA. Pokud by dvojice byla potulnou planetou a měsícem, byla by fakticky neviditelná – tmavé objekty ztracené v inkoustové prázdnotě vesmíru. Vědci by však mohli být schopni identifikovat hvězdu, pokud by bylo alternativní vysvětlení správné (ačkoliv obíhající planeta by byla příliš slabá na to, aby byla vidět).

Podezřelé místo se nachází ve vzdálenosti asi 24 000 světelných let, což jej řadí do galaktické výduti Mléčné dráhy – do centrální oblasti, kde jsou hvězdy hustěji rozmístěny. Porovnáním polohy hvězdy v roce 2011 a 2021 tým vypočítal její vysokou rychlost.

Ale to je jen jeho 2D pohyb; pokud se pohybuje také směrem k nám nebo od nás, musí se pohybovat ještě rychleji. Její skutečná rychlost může být dokonce natolik vysoká, že překračuje únikovou rychlost Galaxie, která činí asi 600 kilometrů za sekundu. Pokud je tomu tak, je planetární systém předurčen k cestě mezigalaktickým prostorem za mnoho milionů let v budoucnosti.

„Abychom si byli jisti, že nově identifikovaná hvězda je součástí systému, který způsobil signál z roku 2011, chtěli bychom se na ni za další rok podívat znovu a zjistit, zda se pohybuje správným směrem a ve správné míře, abychom potvrdili, že pochází z místa, kde jsme signál zaznamenali,“ řekl Bennett.

„Pokud pozorování s vysokým rozlišením ukáží, že hvězda zůstává ve stejné poloze, pak můžeme s jistotou říci, že není součástí systému, který signál způsobil,“ uvedla Aparna Bhattacharya, vědecká pracovnice z University of Maryland, College Park a NASA Goddard, která je spoluautorkou nového článku. „To by znamenalo, že se upřednostňuje model planety a exoměsíce.“

Připravovaný kosmický teleskop NASA Nancy Grace Roman Space Telescope nám pomůže zjistit, jak časté jsou planety kolem takových rychlých hvězd, a může nám poskytnout vodítko k tomu, jak jsou tyto systémy urychlovány. Mise provede průzkum galaktické výduti, čímž se spojí velký pohled na vesmír s ostrým rozlišením.

„V tomto případě jsme použili MOA pro jeho široké zorné pole a poté jsme navázali Keckem a Gaiou pro jejich lepší rozlišení, ale díky silnému pohledu Roman Space Telescope a plánované strategii průzkumu se nebudeme muset spoléhat na další dalekohledy,“ řekl Terry.

Zdroj: https://www.nasa.gov/universe/nasa-scientists-spot-candidate-for-speediest-exoplanet-system/ a https://astrobiology.com/2025/02/the-fastest-exoplanet-system-yet-discovered.html

autor: František Martinek