V nejbližším hvězdném systému byla nalezena planeta

ESO 041/12 tisková zpráva

Pomocí přístroje HARPS byla objevena planeta o hmotnosti Země obíhající hvězdu Alfa Centauri B

Evropští astronomové objevili planetu o hmotnosti Země, která obíhá v Zemi nejbližším hvězdném systému Alfa Centauri. Jedná se rovněž o nejlehčí planetu, jaká byla dosud objevena u hvězdy podobné Slunci. Planetu se podařilo detekovat pomocí přístroje HARPS, který pracuje ve spojení s dalekohledem o průměru primárního zrcadla 3,6 m na observatoři La Silla v Chile. Výsledky byly zveřejněny v odborném časopise Nature 17. října 2012.

Hvězda Alfa Centauri patří k nejjasnějším hvězdám jižní oblohy a je nejbližším hvězdným systémem, který se nachází pouze 4,3 světelného roku od Sluneční soustavy. Ve skutečnosti se jedná o trojhvězdu – systém složený ze dvou hvězd podobných Slunci Alfa Centauri A a Alfa Centauri B, které obíhají blízko sebe, a vzdálenější slabé červené složky známé jako Proxima Centauri [1]. Již v 19. století astronomové spekulovali o planetách obíhajících kolem těchto hvězd jako o možných nejbližších kolébkách života mimo Sluneční soustavu. Všechny pokusy o jejich nalezení i přes zvyšující se přesnost přístrojů byly až doposud marné.

„Naše pozorování spektrografem HARPS byla prováděna v období delším než 4 roky. Odhalili jsme sice slabý ale reálný signál pocházející od planety, která obíhá kolem hvězdy Alfa Centauri B jednou za 3,2 dne“, říká vedoucí autor článku Xavier Dumusque (Geneva Observatory, Švýcarsko a Centro de Astrofisica da Universidade do Porto, Portugalsko). „Je to mimořádný objev, který si vynutil dosažení krajních možností naší techniky.“

Evropský tým planetu detekoval díky nalezení slabého houpání v pohybu hvězdy Alfa Centauri B, které je způsobeno právě gravitační silou obíhající planety [2]. Tento pohyb je však téměř neznatelný – planeta způsobuje pohyb hvězdy tam a zpět maximální rychlostí 51 cm/s (tedy asi 1,8 km/h), což je rychlost srovnatelná s lezením batolete. Jde o největší přesnost, jaká byla dosud touto metodou dosažena. 

Hvězda Alfa Centauri B je velmi podobná našemu Slunci: je jen o něco menší a méně jasná. Nově objevená planeta s hmotností jen o málo větší než Země [3] obíhá kolem této hvězdy ve vzdálenosti 6 milionů km, tedy mnohem blíže než Merkur v naší Sluneční soustavě. Jasné složky dvojhvězdy Alfa Centauri A a B kolem sebe obíhají v průměrné vzdálenosti 23 AU (tedy asi 3,5 miliardy km). Složka A je tady od planety neustále několiksetkrát dále než složka B, ale přesto bude na obloze velmi jasným objektem.

První exoplaneta obíhající hvězdu slunečního typu byla objevena stejným týmem v roce 1995. Od té doby bylo zaznamenáno a potvrzeno již více než 800 objevů. Většina těchto planet je však mnohem větší než Země a mnohé z nich jsou srovnatelné spíše s Jupiterem [4]. Prvořadým úkolem, se kterým se astronomové dnes potýkají, je nalézt a popsat planetu o hmotnosti Země, která by obíhala v obyvatelné zóně [5] kolem své hvězdy. Nyní byl učiněn první krok směrem k tomuto cíli [6]. 

„Jedná se o první planetu s hmotností podobnou Zemi, která byla nalezena u hvězdy slunečního typu. Její oběžná dráha je však velmi blízká a planeta tedy musí být příliš horká pro život, jaký známe,“ dodává Stéphane Udry (Geneva Observatory), spoluautor článku a člen týmu. „Může to však být pouze jedna planeta z mnoha v celé soustavě. Naše další pozorování přístrojem HARPS i nové objevy družice Kepler shodně a jednoznačně ukazují, že většina planet s nízkou hmotností se vyskytuje právě v takovýchto systémech.“

„Tento výsledek představuje důležitý krok směrem k odhalení dvojčete naší planety Země, a to v těsném okolí Slunce. Žijeme ve vzrušujícím období,“ uzavírá Xavier Dumusque.

Zdroj

Poznámky

[1] Složky vícenásobných hvězdných systémů jsou pojmenovávány tak, že je k názvu hvězdy přidáno velké písmeno. Alfa Centauri A je nejjasnější složkou, Alfa Centauri B je o něco slabší a třetí Alfa Centauri C je mnohem slabší (a je známa pod označením Proxima Centauri). Proxima Centauri je o něco blíže Zemi než složky A a B, proto je formálně nejbližší hvězdou.

[2] Spektrograf HARPS měří s mimořádnou přesností radiální rychlosti hvězd – změny rychlosti jejich pohybu ve směru k nám a od nás. Planeta obíhající kolem hvězdy způsobuje pravidelný pohyb hvězdy dopředu a dozadu vzhledem ke vzdálenému pozorovateli. V důsledku Dopplerova efektu způsobují změny radiální rychlosti hvězdy také posun čar ve spektru hvězdy – při pohybu od nás se jedná o rudý posuv, při pohybu k nám o posuv modrý. Tyto jemné změny ve spektru hvězdy lze měřit pomocí vysoce přesných spektrografů, jako je například HARPS, a tato měření lze použít k odhalení přítomnosti planet.

[3] Použitím metody radiálních rychlostí mohou astronomové odhadnout pouze minimální hmotnost planety, neboť ta závisí také na sklonu dráhy planety vůči zornému paprsku, který je obecně neznámý. Ze statistického pohledu je však minimální odhadnutá hmotnost ve většině případů blízká reálné hmotnosti tělesa.

[4] Družice Kepler (NASA) dosud nalezla na 2 300 kandidátů na planety díky využití alternativní metody hledání pomocí slabého poklesu jasnosti hvězdy. Když planeta přechází přes disk hvězdy (tento jev označujeme jako tranzit), zastíní část jejího světla. Většina planet a kandidátů objevených touto metodou se však nachází velmi daleko od nás. Planety objevované pomocí spektrografu HARPS se naproti tomu nacházejí u hvězd blízkých Slunci – poslední objev přitom představuje dosud nejbližší planetu. Díky tomu jsou také tyto objekty vhodnějšími kandidáty pro další následná pozorování, jako je průzkum jejich atmosféry atp.
 
[5] Obyvatelná zóna je úzký prstenec kolem hvězdy, uvnitř kterého může na povrchu planety za vhodných podmínek existovat voda v tekutém skupenství.

[6] ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations) bude instalován na dalekohledu ESO/VLT.  V současnosti prochází fází finálního návrhu a měl by začít pracovat na přelomu let 2016/2017. Tento přístroj bude schopen měřit radiální rychlosti s přesností 0,35 km/h. Změnu radiální rychlosti Slunce na úrovni 0,32 km/h indukuje planeta Země. Toto rozlišení umožní pomocí přístroje ESPRESSO objevovat planety podobné Zemi v obyvatelné zóně hvězd slunečního typu. Konsorcium ESPRESSO je vedeno členy týmu, který zaznamenal i tento objev.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku “An Earth mass planet orbiting Alpha Centauri B”, který vyšel 17. října 2012 v odborném časopise Nature.

Složení týmu: Xavier Dumusque (Observatoire de Genève, Švýcarsko; Centro de Astrofisica da Universidade do Porto, Portugalsko), Francesco Pepe (Observatoire de Genève), Christophe Lovis (Observatoire de Genève), Damien Ségransan (Observatoire de Genève), Johannes Sahlmann (Observatoire de Genève), Willy Benz (Universität Bern, Švýcarsko), François Bouchy (Observatoire de Genève; Institut d’Astrophysique de Paris, Francie), Michel Mayor (Observatoire de Genève), Didier Queloz (Observatoire de Genève), Nuno Santos (Centro de Astrofisica da Universidade do Porto) a Stéphane Udry (Observatoire de Genève).

V roce 2012 slavíme 50. výročí založení ESO. ESO (Evropská jižní observatoř) je hlavní mezinárodní astronomickou organizací Evropy a patří k nejproduktivnějším astronomickým observatořím světa. Je podporována 15 členskými státy, kterými jsou: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemí, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO má za cíl vývoj, konstrukci a provoz výkonných pozemních astronomických zařízení, která umožní významné vědecké objevy. ESO také hraje přední roli při propagaci a organizaci mezinárodní spolupráce na poli astronomického výzkumu. ESO v současnosti provozuje tři observatoře světově úrovně: La Silla, Paranal a Chajnantor, které se nacházejí na poušti Atacama v Chile. Na Paranalu se nachází VLT (Very Large Telescope = Velmi velký dalekohled) – nejvyspělejší pozemní dalekohled pracující ve viditelném světle a VISTA, největší přehlídkový dalekohled pro infračervenou oblast na světě. Zároveň je ESO evropským zástupcem největšího astronomického projektu všech dob – teleskopu ALMA budovaného na planině Chajnantor. V současnosti ESO plánuje výstavbu Evropského extrémně velkého dalekohledu (E-ELT), který bude mít průměr primárního zrcadla 39 metrů. Měl by pracovat v infračerveném i viditelném oboru záření a stane se největším dalekohledem světa.

Odkazy

• odborný článek v Nature
• snímky přístroje HARPS
• Snímky observatoře La Silla

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Xavier Dumusque; Observatoire de l’Université de Genève; Switzerland; Tel.: +41 22 379 22 64; Email: xavier.dumusque@unige.ch

Stéphane Udry; Observatoire de l’Université de Genève; Switzerland; Tel.: +41 22 379 24 67; Email: stephane.udry@unige.ch

Willy Benz; Center for Space and Habitability; Bern, Switzerland; Email: willy.benz@space.unibe.ch

Francesco Pepe; Observatoire de l’Université de Genève; Switzerland; Tel.: +41 223 792 396; Mobil: +41 79 302 47 40; Email: francesco.pepe@unige.ch

Damien Ségransan; Observatoire de l’Université de Genève; Switzerland; Tel.: +41 223 792 479; Email: damien.segransan@unige.ch

Nuno Santos; Centro de Astrofisica da Universidade do Porto; Porto, Portugal; Tel.: +351 226 089 893; Email: Nuno.Santos@astro.up.pt

Richard Hook; ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso1241. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.