Unikátní planeta se třemi slunci

ESO 024/16 tisková zpráva

Tým astronomů využil přístroj SPHERE a dalekohled ESO/VLT k zobrazení první extrasolární planety, která byla objevena na vzdálené dráze v trojhvězdném systému. Dosud se myslelo, že oběžná dráha takového tělesa musí být nestabilní a že vzájemné gravitační interakce v krátké době povedou k vypuzení planety ze systému. Tato exoplaneta však nějakým způsobem přežila. Neočekávané pozorování naznačuje, že podobné systémy by ve skutečnosti mohly být mnohem častější, než se doposud myslelo. Výsledky byly zveřejněny 8. července ve vědeckém časopise Science.

Tatooine, domovská planeta Luka Skywalkera, jedné z hlavních postav filmové ságy Hvězdné války, byl podivný svět se dvěma slunci. Astronomové však nyní objevili planetu v ještě exotičtějším systému, kde by si případný pozorovatel mohl užívat neustávající denní světlo nebo trojitý rozbřesk a soumrak, podle toho, jaké období, o délce přesahující lidský život, zrovna panuje.

Planetu objevili členové astronomického týmu z University of Arizona (USA) a použili k tomu metodu přímého zobrazení pomocí dalekohledu ESO/VLT (Very Large Telescope) v Chile. Exoplaneta s označením HD 131399Ab [1] se liší od všech dosud známých cizích světů – obíhá po zdaleka nejvzdálenější dráze kolem jedné ze stálic ve vícenásobném hvězdném systému. Takové dráhy jsou ale často nestabilní – v důsledku neustálých změn gravitačního působení dalších hvězd v systému.

Systém se nachází asi 340 světelných let od nás a na obloze bychom jej nalezli v souhvězdí Kentaura (Centaurus). Planeta je výjimečná v mnoha ohledech. HD 131399Ab je asi jen 16 milionů let stará a je tedy jednou z nejmladších známých exoplanet. Je jednou z nemnoha planet mimo Sluneční soustavu, kterou se podařilo přímo zobrazit. Při teplotě 580 °C a odhadované hmotnosti čtyřnásobku našeho Jupiteru se zároveň jedná o jednu z nejchladnějších a nejméně hmotných přímo zobrazených extrasolárních planet.

„HD 131399Ab je jednou z mála exoplanet, kterou se podařilo přímo zobrazit, a vůbec první, která se nachází v systému s takto dynamickou konfigurací,“ říká Daniel Apai (University of Arizona, USA), jeden ze spoluautorů práce.

„Po asi polovinu oběžné doby o délce 550 pozemských let jsou z povrchu planety pozorovatelné všechny tři hvězdy, ty slabší vždy mnohem blíže k sobě, přičemž při oběhu planety se mění jejich zdánlivá vzdálenost od nejjasnější složky,“ doplňuje Kevin Wagner, hlavní autor práce a objevitel planety HD 131399Ab [2].

Kevin Wagner, PhD student University of Arizona, nalezl toto těleso mezi stovkami dalších kandidátů a vedl následná pozorování nutná k potvrzení jeho planetární povahy.

HD 131399Ab je rovněž první exoplanetou, která byla objevena kombinací přístrojů SPHERTE/VLT. SPHERE pracuje v oboru infračerveného záření, což znamená, že je schopen detekovat teplotní charakteristiky mladých planet. Kromě toho dokáže sofistikovanými metodami opravit deformace obrazu způsobené neustálými turbulencemi v atmosféře a také zastínit oslňující světlo blízké mateřské hvězdy.

Složený snímek zachycuje nově objevenou exoplanetu HD 131399Ab v trojhvězdném systému HD 131399. Záběr byl pořízen pomocí přístroje SPHERE pracujícího ve spojení s dalekohledem ESO/VLT v Chile. Jedná se o první extrasolární planetu objevenou pomocí SPHERE. Planeta je jednou z nemnoha planet mimo Sluneční soustavu, kterou se podařilo přímo zobrazit. Při teplotě 580 °C a odhadované hmotnosti čtyřnásobku našeho Jupiteru se zároveň jedná o jednu z nejchladnějších a nejméně hmotných přímo zobrazených extrasolárních planet. Obrázek je složen ze dvou jednotlivých záběrů pořízených pomocí SPHERE. Jeden snímek zachycuje trojici hvězd, druhou expozicí byla snímána samotná planeta. Planeta na snímku proto vypadá mnohem jasnější než by byla ve skutečnosti.

Aby bylo možné dráhu planety mezi hvězdami systému určit přesně, bude potřeba provést řadu opakovaných pozorování v dlouhém období. Dostupná pozorování ve spojení se simulacemi však naznačují následující pravděpodobné uspořádání: uprostřed systému zřejmě leží hvězda HD 131399A o 60% hmotnější než Slunce; ve vzdálenosti asi 300 au (au, astronomická jednotka, se rovná střední vzdálenosti Země od Slunce) od ní se pohybují dvě další menší složky systému HD 131399B a HD 131399C, které obíhají jedna kolem druhé ve vzdálenosti asi 10 au (jsou od sebe vzdáleny asi jako Saturn od Slunce).

Podle tohoto modelu planeta HD 131399Ab obíhá kolem centrální složky A po dráze, která by ve Sluneční soustavě ležela mezi drahami Neptunu a Pluta, a přivádí ji do třetinové vzdálenosti od hvězdy A, než jaká odděluje hvězdné složky systému. Autoři sami upozorňují, že existuje řada možných scénářů a definitivní verdikt stran dlouhodobé stability celého systému bude muset počkat, dokud nebudou získána plánovaná následná pozorování, která upřesní dráhu planety.

„Pokud by planeta ležela dále od primární hvězdy, byla by ze systému vypuzena,“ vysvětluje Daniel Apai. „Naše počítačové simulace ukázaly, že tento typ dráhy by mohl být stabilní, ale stačí jen drobná změna v rozložení složek a dráha se rychle stane nestabilní.“

Exoplanety ve vícenásobných hvězdných systémech jsou pro astronomy a planetology mimořádně zajímavými objekty, protože dokumentují, jakým způsobem probíhá vznik planet za extrémních podmínek. A i když se nám, pozemšťanům žijícím na planetě obíhající kolem osamocené hvězdy, může vícenásobný hvězdný systém zdát exotický, v Galaxii jsou ve skutečnosti hvězdy jedináčci a vícenásobné systémy zastoupeny zhruba stejně.

„Není jasné, jak se planeta dostala na svou vzdálenou dráhu v tomto složitém systému. A zatím nemůžeme ani říct, co to znamená pro naše širší chápání rozličnosti planetárních systémů jako takových. Ukazuje to však na pestrost, jakou jsme si vůbec neuměli představit,“ dodává Kevin Wagner. „Jistě ale víme, že planety ve vícenásobných systémech jsou daleko méně prozkoumány a přitom mohou být stejně početné jako u osamocených hvězd.“

Zdroj

Poznámky

[1] Systém nese katalogové označení HD 131399. Jednotlivé složky této trojhvězdy jsou rozlišeny velkými písmeny HD 131399A, HD 131399B a HD 131399C (v pořadí podle klesající jasnosti). Planeta obíhá kolem nejjasnější složky, a proto je označena příslušným kódem hvězdy a malým písmenem - HD 131399Ab.

[2] Po většinu oběhu planety (jejího roku) se hvězdy na obloze nacházejí blízko sebe. Proto lze rozlišit denní a noční stranu, každý den tak dochází ke zvláštním trojitým západům a východům jednotlivých sluncí. Jak se planeta pohybuje po dráze, hvězdy se na obloze vzdalují (A od páru B, C), a to až do okamžiku, kdy západ primární složky A nastává v době východu páru B, C – asi na čtvrtině dráhy je tak každá část planety neustále osvětlena (asi 140 pozemských let).

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku s názvem “Direct Imaging Discovery of a Jovian Exoplanet Within a Triple Star System” autorů K. Wagner a kol., který byl zveřejněn 8. července 2016 ve vědeckém časopise Science.

Složení týmu: Kevin Wagner (Steward Observatory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Dániel Apai (Steward Observatory and Lunar and Planetary Laboratory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Markus Kasper (ESO, Garching, Německo), Kaitlin Kratter (Steward Observatory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Melissa McClure (ESO, Garching, Německo), Massimo Robberto (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, USA) a Jean-Luc Beuzit (Université Grenoble Alpes, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Grenoble, Francie; Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Grenoble, Francie).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy, která v současnosti provozuje jedny z nejproduktivnějších pozemních astronomických observatoří světa. ESO podporuje celkem 16 zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a hostící stát Chile. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje Velmi velký dalekohled VLT a také dva další přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem na světě, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Paranalu v oblasti Cero Armazones staví ESO nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope), který se stane „největším okem hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• snímky dalekohledu VLT

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV , 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

Kevin Wagner; Steward Observatory, The University of Arizona; Tucson, USA; Tel.: 00 1 (859) 609-3611; Email: kevinwagner@email.arizona.edu

Markus Kasper; ESO; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6359; Email: mkasper@eso.org

Daniel Apai; Steward Observatory, The University of Arizona; Tucson, USA; Email: apai@email.arizona.edu

Richard Hook; Public Information Officer, ESO; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591