V zónách života kolem červených trpaslíku v naší Galaxii obíhají miliardy kamenných planet

ESO 014/12 tisková zpráva

Nové výsledky získané pomocí ‚lovce exoplanet‘ spektrografu HARPS naznačují, že v zónách života kolem slabých hvězd se velmi často vyskytují kamenné planety jen o málo větší než Země. Mezinárodní tým astronomů na základě těchto pozorování odhaduje, že v Galaxii existují až desítky miliard takových planet. Až sto jich pak pravděpodobně leží v těsném okolí Slunce. Jedná se o první přímé měření četnosti výskytu exoplanet typu super-Země u červených trpaslíků, kteří reprezentují až 80% hvězd naší Galaxie.

Mezinárodním tým vědců pracujících s přístrojem HARPS a dalekohledem o průměru 3,6 m na observatoři La Silla v Chile [1] oznámil první přímý odhad četnosti výskytu 'lehkých‘ exopalent obíhajících kolem hvězd typu červený trpaslík. Nedávné oznámení (eso1204) 'všudypřítomnosti‘ planet v naší Galaxii použilo jinou metodiku a netýkalo se přímo této třídy exoplanet.

Členové týmu HARPS hledali exoplanety obíhající kolem nejobvyklejšího typu hvězd v naší Galaxii – červených trpaslíků (aka M trpasíků [2]). Tyto hvězdy jsou ve srovnání se Sluncem slabé a chladné, ale zároveň jsou dlouhověké a vyskytují se velmi často, proto tvoří až 80% hvězdné populace naší Galaxie. 

„Naše nová pozorování provedená spektrografem HARPS znamenají, že asi 40 % všech červených trpaslíků má planetu typu super-Země, která se nachází v zóně života, tedy obíhá po takové dráze, že na jejím povrchu může existovat tekutá voda,“ říká vedoucí týmu Xavier Bonfils (IPAG, Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble, Francie). „Jelikož červení trpaslíci jsou tak početní (odhaduje se, že v Galaxii jich je až 160 miliard) vede tento výsledek ke překvapivému závěru – jen v naší Galaxii existují desítky miliard takových exoplanet!"

Za dobu šesti let členové týmu HARPS prozkoumali pečlivě vybraný vzorek 102 červených trpaslíků pozorovatelných z jižní polokoule. Celkem objevili devět super-Zemí (planet o hmotnosti mezi 1 a 10 násobkem Země), a to včetně dvou těles v zónách života kolem hvězd Gliese 581 (eso0915) respektive Gliese 667 C. Astronomové mohli odhadnout, jak jsou planety hmotné a jak daleko od svých hvězd obíhají. 

Zkombinováním všech dat včetně pozorování hvězd nemajících planety, s přihlédnutím k podílu existujících planet, které mohou být objeveny, byli členové týmu schopni odhadnout četnost výskytu rozdílných typů exoplanet kolem červených trpaslíků. Objevili, že planety typu super-Země [3] se vyskytují v zóně života ve 41 % případů s rozptylem od 28 % do 95%.

Hmotné planety podobné Jupiteru a Saturnu se naopak vyskytují u červených trpaslíků velmi zřídka. Méně než 12% červených trpaslíků má obří planety (s hmotnostmi v rozmezí 100 až 1000 Zemí).

Jelikož v blízkosti našeho Slunce se nachází mnoho hvězd tohoto typu, znamená to, že v zónách života kolem hvězd do vzdálenosti asi 30 světelných let od Slunce se nachází pravděpodobně až 100 super-Zemí [4].

„Zóna života, kde je teplota vhodná pro existenci tekuté vody na povrchu planety, se u červeného trpaslíka nachází mnohem blíže hvězdy než v případě Země a Slunce,“ říká člen týmu Stéphane Udry (Geneva Observatory). „Červení trpaslíci jsou však známi svými hvězdnými erupcemi, které mohou planetu ozařovat rentgenovým a ultrafialovým zářením, což může významně snížit pravděpodobnost existence místního života.“
 
Jednou z planet, která byla objevena spektrografem HARPS v rámci přehlídky červených trpaslíků, je objekt Gliese 667 Cc [5]. Jedná se o druhou planetu objevenou v tomto trojhvězdném systému (viz nejprve eso0939) a zdá se být situována poblíž středu zóny života. Přestože tato planeta je 4krát hmotnější než Země je dosud nejpodobnějším dvojčetem naší planety a má téměř jistě vhodné podmínky pro existenci tekuté vody na svém povrchu. Jedná se o druhou známou super-Zemi ležící uvnitř zóny života červeného trpaslíka objevenou v rámci přehlídky HARPS, poté co byla v roce 2007 oznámena a v roce 2009 potvrzena existence planety Gliese 581d    

„Nyní když víme, že existuje mnoho super-Zemí kolem blízkých červených trpaslíků, musíme jich nalézt více pomocí spektrografu HARPS i budoucích zařízení. Očekává se, že některé z těchto planet přecházejí při svém oběhu před diskem své mateřské hvězdy – to otevírá vzrušující možnost ke studiu atmosféry takové planety a hledání známek života,“ dodává Xavier Delfosse, další člen týmu (eso1210). 

Zdroj

Poznámky

[1] Spektrograf HARPS měří s velmi vysokou přesností radiální rychlost hvězdy. Planeta na oběžné dráze kolem hvězdy způsobuje pravidelný pohyb hvězdy směrem od nás a k nám. Díky Dopplerově jevu vede změna radiální rychlosti k pohybu spektrálních čar ve světle hvězdy střídavě směrem k červené (při pohybu od nás, rudý posuv) a modré části spektra (při pohybu k nám, modrý posuv). Tyto jemné změny ve spektru hvězdy je možné měřit pomocí vysoce přesných spektrografů jako je HARPS a odhalit tím přítomnost planety.      

[2] Tyto hvězdy jsou označovány jako M-trpaslíci neboť mají spektrální třídu M. Jedná se o nejchladnější hvězdy ze všech sedmi spektrálních tříd v nejjednodušším schématu klasifikace hvězd podle povrchové teploty a vzhledu jejich spektra.

[3] Planety o hmotnosti jedné až deseti Zemí jsou označovány jako super-Země. V naší Sluneční soustavě se takový objekt nevyskytuje, ale zdá se, že u jiných hvězd jsou tato tělesa obvyklá. Objevení takové planety v zóně života kolem její mateřské hvězdy je velmi vzrušující, pokud by planeta byla kamenná a měla na povrchu vodu, podobně jako Země, mohla by být potenciální hostitelkou života.

[4] Astronomové používají vzdálenost 10 parseků jako definici pro význam slova „blízko“. 10 parseků odpovídá vzdálenosti asi 32,6 světelného roku.

[5] Označení znamená, že tato planeta je druhou objevenou (c), která obíhá kolem třetí složky (C) trojhvězdného systému s označením Gliese 667. Jasná dvojice souputníků Gliese 667 A a Gliese 667 B by na obloze planety Gliese 667 Cc byla velmi jasná. Objev planety Gliese 667 Cc nezávisle oznámili Guillem Anglada-Escude a jeho spolupracovníci v únoru 2012, asi dva měsíce poté, co vyšla předběžná elektronická verze článku autorů Bonfils a kol. Potvrzení existence planet Gliese 667 Cb a Gliese 667 Cc v článku autorů Anglada-Escude a kol. je z větší části založeno na pozorováních přístrojem HARPS a datech, která byla zpracována evropským týmem a uvolněna k veřejnému použití prostřednictvím archivů ESO.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku “The HARPS search for southern extra-solar planets XXXI. The M-dwarf sample” autorů Bonfils a kol., který vyšel v odborném časopise Astronomy & Astrophysics.

Složení týmu: X. Bonfils (UJF-Grenoble 1 / CNRS-INSU, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Francie [IPAG]; Geneva Observatory, Švýcarsko), X. Delfosse (IPAG), S. Udry (Geneva Observatory), T. Forveille (IPAG), M. Mayor (Geneva Observatory), C. Perrier (IPAG), F. Bouchy (Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS, France; Observatoire de Haute-Provence, Francie), M. Gillon (Université de Liège, Belgie; Geneva Observatory), C. Lovis (Geneva Observatory), F. Pepe (Geneva Observatory), D. Queloz (Geneva Observatory), N. C. Santos (Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugalsko), D. Ségransan (Geneva Observatory) a J.-L. Bertaux (Service d’Aéronomie du CNRS, Verrières-le-Buisson, Francie).

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 40 metrů. Měl by pracovat v infračerveném i viditelném oboru záření a stane se největším dalekohledem světa.

Odkazy

• odborné články: Bonfils a kol. a Delfosse a kol.
• snímky dalekohledu ESO (3,6 m) na 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 Bonfils; Université Joseph Fourier - Grenoble 1/Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble; Grenoble, France; Tel: +33 47 65 14 215; Email: xavier.bonfils@obs.ujf-grenoble.fr

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

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso1214. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.