Cirkumbinární exoplaneta Kepler-16b – nová pozorování

Kepler-16b, vzácná exoplaneta, která obíhá kolem dvou hvězd, byla detekována pomocí spektrografu SOPHIE (Spectrographe pour l’Observation des Phénomènes des Intérieurs stellaires et des Exoplanètes) instalovaném na dalekohledu o průměru 1,93 metru observatoře Observatoire de Haute-Provence. Jako cirkumbinární označujeme exoplanetu, která neobíhá kolem osamělé mateřské hvězdy, ale kolem binárního systému, tj. kolem dvojhvězdy. Exoplaneta Kepler-16b byla poprvé pozorovaná v roce 2011. Jedná se o obří cirkumbinární planetu podobnou Saturnu co do velikosti a hmotnosti.

Tento cizí svět obíhá kolem dvojice mateřských hvězd Kepler-16A a Kepler-16B jednou za 229 dnů ve vzdálenosti 105 miliónů kilometrů; její oběh zhruba odpovídá oběhu Venuše kolem Slunce jednou za 225 dnů ve vzdálenosti 108 miliónů kilometrů. Exoplaneta Kepler-16b se nachází vně obyvatelné zóny hvězdy, takže na jejím povrchu nemůže existovat voda v kapalném stavu.

Obě hvězdy jsou menší a chladnější než naše Slunce: jedna je trpaslíkem spektrální třídy K, jehož hmotnost odpovídá 69 % hmotnosti Slunce. Druhá z dvojice hvězd je červeným trpaslíkem a dosahuje pouze 20 % hmotnosti Slunce. Následkem toho je exoplaneta Kepler-16b docela studená, s povrchovou teplotou kolem -73 °C až -101 °C.

„Typickým procesem umožňujícím vznik planety je podle názoru astronomů uskutečnění jejich formování v protoplanetárním disku – a to z hmoty v podobě prachu a plynu, která obklopuje mladou hvězdu,“ říká profesor Amaury Triaud z University of Birmingham a jeho spolupracovníci. „Nicméně tento proces by neměl být možný v cirkumbinárním systému.“

Na základě běžných výzkumů je obtížné pochopit, jak vůbec mohou cirkumbinární planety existovat. Je to proto, že přítomnost dvou hvězd narušuje protoplanetární disk, a to zabraňuje prachu spojovat se do planet, což je proces označovaný jako akrece.

„Cirkumbinární planety poskytují jedno z nejzřetelnějších vodítek, že disk poháněný migrací je uskutečnitelný proces, a že se stává realitou,“ říká David Martin, astronom na Ohio State University.

Astronomové byli schopni v rámci nové studie detekovat exoplanetu Kepler-16b na základě metody měření radiálních rychlostí.

„Metoda radiálních rychlostí je jednou z mnoha vhodných a nepopíratelných možností detekce exoplanet,“ říká David Martin. „Nicméně až doposud byla neúspěšná při detekci cirkumbinárních planet nehledě na jejich relativně četné případy měření.“

K detekci exoplanety Kepler-16b byl využit pozemní teleskop na Observatoire de Haute-Provence a metoda měření radiálních rychlostí. Je důležitou ukázkou, že je možné detekovat cirkumbinární planety použitím dalších tradičních metod s větší efektivitou a s nižšími finančními náklady, než při použití velkých kosmických observatoří.

„Exoplaneta Kepler-16b byla poprvé pozorována před 10 roky družicí NASA s názvem Kepler pomocí tranzitní metody. Tento systém byl nejméně očekávaným objevem uskutečněným družicí Kepler,“ říká Alexandre Santerne, astronom na Aix-Marseille University. „Zvolili jsme využití našeho dalekohledu k pozorování exoplanety Kepler-16b k prokázání odůvodněnosti naší metody radiálních rychlostí.“

„Náš objev ukázal, jak pozemní dalekohledy zůstávají docela důležité při současném výzkumu exoplanet a mohou být bezprostředně použity u nových projektů,“ říká Isabelle Boisseová, rovněž z Aix-Marseille University. „Jak jsme ukázali, můžeme detekovat exoplanetu Kepler-16b a nyní budeme analyzovat data pořízená při pozorování dalších binárních hvězdných systémů a pátrat po nových cirkumbinárních planetách.“

Objev byl publikován v článku uveřejněném v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/radial-velocity-kepler-16b-10583.html

autor: František Martinek