Astronomové objevili planetu obíhající „špatným směrem“

Astronomové potvrdili existenci vzácné planety obíhající retrográdně v těsném dvojhvězdném systému. Většina hvězd ve vesmíru je součástí dvojhvězdných systémů nebo vícenásobných soustav. V těchto systémech může blízká doprovodná hvězda ztěžovat vznik planet a udržení stabilních oběžných drah pouze kolem jedné z hvězd.

Mezinárodní výzkumný tým složený z astrofyziků, vedený profesorem Man Hoi Lee z katedry věd o Zemi a katedry fyziky Hongkongské univerzity, spolu se studentem magisterského studia Ho Wan Chengem, potvrdil velmi neobvyklý objev planety.

Identifikovali planetu obíhající v opačném směru pohybu svých dvojhvězd, známém jako retrográdní oběžná dráha, v rámci dvojhvězdné soustavy ν Octantis (souhvězdí Oktant na jižní obloze). Jejich práce také osvětluje, jak vývoj dvojhvězd mohl ovlivnit vznik planety. Tyto výsledky byly publikovány v časopise Nature.

Systém ν Octantis obsahuje dvě těsně propojené hvězdy. Primární hvězda, ν Oct A, je podobr s přibližně 1,6násobkem hmotnosti Slunce. Její společník, ν Oct B, má zhruba poloviční hmotnost Slunce. Dohromady tyto dvě hvězdy oběhnou kolem sebe jednou za 1 050 dní.

Důkazy o potenciální existenci planety v této soustavě se poprvé objevily v roce 2004, kdy David Ramm – nyní spoluautor nedávné studie – prováděl svůj doktorský výzkum na Univerzitě v Canterbury na Novém Zélandu. V datech o radiální rychlosti (která sleduje pohyb hvězdy směrem k Zemi nebo od ní) objevil neobvyklou informaci, která naznačovala přítomnost planety.

Tento signál byl v souladu s přítomností planety o velikosti přibližně dvojnásobku hmotnosti Jupitera, která obíhá kolem primární hvězdy ν Oct A s periodou oběhu přibližně 400 dní. Existence planety s označením ν Oct A b je však kontroverzní, protože její oběžná dráha by byla tak vzdálená, že by mohla zůstat stabilní pouze tehdy, kdyby byla retrográdní a pohybovala se opačným směrem než oběžná dráha dvojhvězdy. Pro takovou planetu neexistovaly žádné pozorovací precedenty ani silné teoretické důvody proti jejímu vzniku.

Potvrzení existence planety navzdory nepřízni osudu
Aby výzkumný tým ukončil debatu, získal nová vysoce přesná pozorování radiální rychlosti pomocí spektrografu HARPS Evropské jižní observatoře (ESO), která potvrdila existenci planety. „Provedli jsme analýzu nových a archivních dat radiální rychlosti za posledních 18 let a zjistili jsme stabilní výsledky, které vyžadují, aby oběžná dráha planety byla retrográdní a téměř ve stejné rovině jako binární dráha,“ uvedl Ho Wan Cheng, první autor článku.

Dalším klíčovým zaměřením nové studie bylo určení povahy sekundární hvězdy ν Oct B. Její hmotnost naznačuje, že by se mohlo jednat buď o hvězdu hlavní posloupnosti s nízkou hmotností, nebo o bílého trpaslíka. Všechny hvězdy tráví většinu svého života na hlavní posloupnosti, kde generují energii jadernou fúzí vodíku na helium ve svém jádru. Poté, co hvězda vyčerpá své jaderné palivo, se její jádro zhroutí do hvězdného zbytku, kterým by byl bílý trpaslík, pokud by počáteční hmotnost hvězdy byla několikanásobkem hmotnosti Slunce. Bílý trpaslík má hmotnost srovnatelnou s hmotností Slunce a velikost planety Země.

Aby výzkumný tým zjistil, o jaký typ hvězdy u ν Oct B jde, použil k pozorování soustavy zobrazovací přístroj SPHERE s adaptivní optikou na dalekohledu ESO/VLT. Skutečnost, že ν Oct B nebyla při těchto pozorováních detekována, naznačuje, že se musí jednat o velmi slabého bílého trpaslíka. To naznačuje, že se binární systém od svého vzniku významně vyvinul, jelikož ν Oct B již odvrhl většinu své hmoty a vstoupil do závěrečné fáze svého hvězdného vývoje.

Sledování historie systému
Výzkumný tým se zabýval možnými prvotními konfiguracemi dvojhvězdy – tedy počátečními hmotnostmi obou hvězd a počáteční oběžnou dráhou dvojhvězdy. „Zjistili jsme, že systém je starý asi 2,9 miliardy let a že ν Oct B měla zpočátku asi 2,4krát větší hmotnost než Slunce a vyvinula se v bílého trpaslíka asi před 2 miliardami let,“ řekl Cheng. „Naše analýza ukázala, že planeta nemohla vzniknout kolem ν Oct A současně s hvězdami.“

Objev, že ν Oct B je bílý trpaslík, otevírá nové možnosti vzniku této retrográdní planety. „Když se ν Oct B vyvinula v bílého trpaslíka asi před 2 miliardami let, planeta se mohla zformovat v retrográdním disku materiálu kolem ν Oct A, který se nahromadil z hmoty vyvržené hvězdou ν Oct B, nebo mohla být zachycena z prográdní oběžné dráhy kolem dvojhvězdy na retrográdní oběžnou dráhu kolem ν Oct A,“ vysvětlil profesor Man Hoi Lee.

„Možná jsme svědky prvního přesvědčivého případu planety druhé generace; buď zachycené, nebo vytvořené z materiálu vyvrženého hvězdou ν Oct B, která ztratila více než 75 % své prvotní hmotnosti a stala se bílým trpaslíkem,“ dodal Trifon Trifonov z Centra astronomie Univerzity v Heidelbergu v Německu a Sofijské univerzity sv. Klimenta Ochridského v Bulharsku a spoluautor článku.

„Klíčem k tomuto vzrušujícímu objevu bylo použití několika doplňkových metod k pochopení systému v jeho celistvosti,“ uvedla Sabine Reffertová z Centra pro astronomii Univerzity v Heidelbergu a další spoluautorka článku.

Vzhledem k tomu, že astronomové pokračují v hledání planet v různých prostředích, tato studie zdůrazňuje, že planety v těsných binárních systémech s vyvinutými hvězdnými složkami by mohly nabídnout jedinečný vhled do formování a vývoje planet.

Zdroj: https://scitechdaily.com/it-shouldnt-exist-astronomers-discover-a-planet-orbiting-the-wrong-way/ a https://hku.hk/press/press-releases/detail/28340.html

autor: František Martinek