Dvě exoplanety na jedné dráze

Ukryta v přívalu dat z astronomické družice Kepler byla planetární soustava velmi odlišná od těch doposud objevených. Dvě z jejích předpokládaných planet sdílejí stejnou oběžnou dráhu kolem své mateřské hvězdy. Pokud se tento objev potvrdí, podepřelo by to teorii, že Země kdysi „okupovala“ svoji oběžnou dráhu kolem Slunce společně s tělesem velikosti Marsu, které se s ní později srazilo, což mělo za následek vznik našeho Měsíce.

Zmíněné planety jsou součástí planetárního systému se čtyřmi planetami, který obdržel předběžné označení KOI-730. Obíhají kolem mateřské hvězdy podobné Slunci v periodě 9,8 dne nachlup ve stejných vzdálenostech, přičemž jedna následuje druhou v úhlu 60° (je tedy o jednu šestinu oběžné dráhy pozadu).

Může za to gravitační působení jednotlivých těles. Když jedno těleso (planeta) obíhá kolem mnohem hmotnějšího objektu (hvězdy), existuje v takové soustavě dvou těles pět bodů (tzv. Lagrangeova librační centra), z nichž dva leží na oběžné dráze planety. V nich může třetí těleso zaujmout dlouhodobě stabilní polohu. Jeden librační bod (L4) se nachází 60° před menším tělesem, druhý 60° za ním (L5) ve směru jeho oběhu. To je například případ skupiny asteroidů ve Sluneční soustavě (tzv. Trojanů), nacházejících se v obdobných bodech dráhy planety Jupiter kolem Slunce. A takových případů bychom ve Sluneční soustavě našli více.

Představme si podrobněji jednotlivé planety. KOI-730.01 obíhá ve vzdálenosti 0,12 AU s periodou 14,84 dne a její průměr je odhadován na 3,1 průměru Země. KOI-730.04 krouží ve vzdálenosti 0,076 AU s oběžnou dobou 7,38 dne, její průměr odpovídá 1,8 průměru Země.

V úvodu článku jsme se však zmiňovali o druhé dvojici exoplanet (KOI-730.02 a KOI-730.03) na společné (ko-orbitální) oběžné dráze ve vzdálenosti 0,092 AU s dobou oběhu 9,84 dne. Průměry obou planet se odhadují na 2,3 a 2,5 průměru Země.

Teoreticky se může látka v protoplanetárním disku, obklopujícím nově zrozenou hvězdu, zformovat do planet na společné oběžné dráze, avšak žádný takový případ nebyl doposud pozorován. „Planetární soustavy jako tato nejsou ve vesmíru běžné, protože toto je zatím jediný případ, který jsme objevili,“ říká Jack Lissauer (NASA, Ames Research Center in Mountain View, Kalifornie). Jack Lissauer se svými spolupracovníky popsal planetární soustavu KOI-730 v článku pro časopis Astrophysical Journal.

Richard Gott a Edward Belbruno (Princeton University) říkají, že možná máme důkaz takového jevu i v našem vlastním kosmickém okolí, doslova „za humny“. Náš Měsíc se podle současných představ zformoval v době zhruba 50 miliónů roků po vzniku Sluneční soustavy, a to z kosmického „smetí“, vytvořeného v důsledku srážky mladé Země s tělesem velikosti planety Mars. Počítačové simulace napovídají, že kosmický impaktor (přezdívaný Theia) musel narazit do Země malou rychlostí. Podle Gotta a Belbruna to mohlo nastat pouze v případě, že Theia měla svůj původ v čelním čí následném Lagrangeově libračním bodě (L4 nebo L5) na dráze Země kolem Slunce.

Srazí se někdy planety v soustavě KOI-730 za vzniku měsíce u větší z nich? „To by bylo senzační,“ říká Richard Gott. Může se to stát, avšak počítačové simulace, které prováděl Bob Vanderbei na Princeton University spíše naznačují, že planety budou pokračovat v obíhání kolem mateřské hvězdy stále ve stejné poloze vůči sobě přinejmenším příštích 2,22 miliónu roků.

Nicméně ke srážkám exoplanet u jiných hvězd pravděpodobně dochází. Několik pozorování hvězd v infračerveném oboru lze vysvětlit tak, že se v jejich blízkosti srazily dvě planety. Zda přitom vznikl měsíc, to zatím zjistit neumíme.

Zdroj: http://www.newscientist.com/article/dn20160-two-planets-found-sharing-one-orbit.html

autor: František Martinek