Nově objevená „planeta-miminko“ překonala rekord jakožto nejmladší známý svět

Astronomové s využitím dat z archivů financovaných NASA potvrdili existenci planety staré méně než jeden milion let, což z ní činí nejmladší známou planetu. Toto „planetární novorozeně“ s názvem Elias 2-24 b stále ještě obíhá uvnitř mateřského disku tvořeného prachem a plynem.

„Naše modely vzniku planet měly potíže vysvětlit již předchozí rekordmany v kategorii nejmladších známých planet – šlo o čtveřici planet (dvě obíhající hvězdu PDS 70 a dvě hvězdu WISPIT 2), z nichž všechny jsou starší než pět milionů let,“ uvedl Lucas Cieza, profesor z chilského Instituto de Estudios Astrofísicos a spoluautor studie, která tyto výsledky popisuje. „Případ Elias 2-24 b nám ukazuje, že i našim nejlepším modelům vzniku planet stále unikají některé důležité procesy.“

Ve studii zveřejněné v časopise The Astrophysical Journal Letters se tým vedený Andreou Bernardim, doktorandem z chilské univerzity Universidad Diego Portales, zaměřil na archivní pozorování sedmi hvězd. Ty byly sledovány pomocí koronografu na havajské observatoři W. M. Kecka, která spolupracuje s NASA na základě dohody o spolupráci. Kolem každé z těchto hvězd se nachází disk drobných částic – plný prachu, plynu i úlomků ledu a hornin – jehož struktura a mezery naznačují, že by se v něm mohly formovat planety.

Pomocí koronografu, který zastiňuje světlo mateřských hvězd, astronomové pátrali po slabších planetách obíhajících tyto hvězdy – planetách, jež by se mohly nacházet uvnitř prachových disků. Planety objevené mimo Sluneční soustavu se označují jako exoplanety.

„Planety by se měly nacházet v těchto mezerách, protože právě ony je vytvářejí,“ uvedl Bernardi. „A přesně tam jsme objevili planetu Elias 2-24 b.“

Planeta obíhající hvězdu Elias 2-24 má hmotnost srovnatelnou s Jupiterem a samotná hvězda se nachází přibližně 450 světelných let od Země. Studium tohoto systému představuje pro vědce jakýsi stroj času, díky němuž mohou zkoumat, jak pravděpodobně vypadala naše vlastní planetární soustava před miliardami let.

Planetární staveniště
Hvězdy vznikají ve vířících oblacích plynu a prachu. Zbytkový materiál, který se shlukuje a postupně si kolem hvězdy vytváří vlastní dráhu, dává vzniknout obíhajícím planetám. Studium exoplanet v této rané fázi vývoje je však obtížné právě kvůli prachu, který je obklopuje.

Většina dosud objevených exoplanet byla odhalena pomocí metody tranzitu; k tomu dochází tehdy, když planeta přechází před svou hvězdou a dočasně snižuje množství světla, které k nám od hvězdy přichází.

Tyto přechody lze jen obtížně zachytit, pokud jsou planety stále hluboce ukryty v prachu nebo obíhají daleko od své hvězdy. Právě proto je drtivá většina z dosud potvrzených více než 6 000 exoplanet stará miliardy let a nachází se v těsné blízkosti svých hvězd. Současné modely vzniku planet vycházejí z kombinace složitých teorií a simulací i z pozorování mladých hvězd obklopených disky, v nichž zatím nelze přítomnost planet detekovat. Objevování a zkoumání dalších planet v raném stádiu vývoje, jako je Elias 2-24 b, pomůže astronomům tyto modely zpřesnit.

„Galaxie neustále vytváří nové hvězdy a planety, takže se v ní nacházejí objekty ve všech fázích vývoje,“ uvedl Lucas Cieza. „Teoreticky tedy můžeme sledovat celý tento proces, avšak existuje značná mezera v tom, co dokáže většina teleskopů zachytit. V současné době jsme vůči těmto planetám v raném stádiu vývoje v podstatě slepí.“

Spojování souvislostí
Potvrzení získané na základě dat z observatoře Keck objasňuje záhadu, která astronomy mátla celé desetiletí. Přibližně před deseti lety odhalila pozorování provedená radioteleskopem ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) v Chile mezeru v prachovém disku obklopujícím mladou hvězdu. V této mezeře následně teleskop VLT (Very Large Telescope) Evropské jižní observatoře ESO, rovněž umístěný v Chile, zachytil slabý světelný bod.

Astronomové diskutovali o tom, zda by se mohlo jednat o planetu; podle teorií o vzniku planet se totiž takové mezery objevují příliš brzy a příliš daleko od hvězdy na to, aby v nich mohly planety vzniknout. Současné modely předpovídají, že vznik planety o velikosti Jupitera ve vzdálenosti odpovídající vzdálenosti Jupitera od Slunce (která je více než pětinásobkem vzdálenosti Země od Slunce) trvá přibližně 5 milionů let, přičemž ve větších vzdálenostech je tato doba ještě delší. Přesto se onen zářící bod, který astronomové objevili, nacházel ve vzdálenosti 55krát větší, než jaká dělí Zemi od Slunce, a již vykazoval chování typické pro vznikající planetu.

Bernardiho tým proto znovu prohledal archiv Keckovy observatoře – společného projektu financovaného NASA, na němž spolupracují Keckova observatoř a Institut pro výzkum exoplanet NASA (NASA Exoplanet Science Institute) při Caltech/IPAC – a hledaný drobný světelný bod skutečně našel v datech z let 2018 a 2020. Spojením těchto pozorování vědci analyzovali pohyb objektu v čase a zjistili, že se chová spíše jako planeta než jako vada snímku či hvězda v pozadí; nakonec tak potvrdili, že se jedná o planetu Elias 2-24 b.

„Obvykle slýcháme o tom, že teleskopy pracují samostatně, avšak toto potvrzení bylo možné pouze díky společnému využití více teleskopů,“ uvedl Bernardi. „Planeta Elias 2-24 b se nachází na hranici možností současných teleskopů, ale s příchodem nových přístrojů, jako je například Nancy Grace Roman Space Telescope agentury NASA, by mělo být takové odhalování snazší.“

Teleskop Roman Space Telescope, který byl vypuštěn teprve 30. srpna 2026, je vybaven ještě výkonnějším koronografem a dokáže odhalit planety, které jsou pro ostatní teleskopy mnohem hůře pozorovatelné. Díky využití stejné techniky by teleskop mohl objevit planety obíhající po mnohem těsnějších drahách, včetně planet skutečně podobných Jupiteru, které je v současnosti kvůli záři hvězdy nemožné spatřit. Planeta Elias 2-24 b se nachází přibližně desetkrát dále od své mateřské hvězdy.

„Je to teprve začátek nové éry objevování,“ uvedl Cieza. „Je úžasné, že díky moderním technologiím můžeme skutečně pozorovat vznik planet v přímém přenosu, a teleskop Roman Space Telescope posune pátrání po planetách na zcela novou úroveň.“

Zdroj: https://science.nasa.gov/universe/newfound-baby-planet-smashes-record-for-youngest-known-world/ a https://keckobservatory.org/elias224b/

autor: František Martinek