Planetární soustava kolem Epsilon Eridani?

Astronomové zjistili, že blízká hvězda Epsilon Eridani je obklopena dvěma pásy kamenných planetek a vnějším ledovým prstencem – hvězda je tedy obklopena třemi prstenci. Vnitřní pás asteroidů je zdánlivým dvojníkem hlavního pásu planetek v naší Sluneční soustavě, zatímco vnější pás asteroidů obsahuje 20krát více materiálu. Kromě toho přítomnost těchto tří prstenců a jejich vzhled naznačuje, že materiál v nich je udržován a tvarován doposud neobjevenými planetami.

Umělecká představa v úvodu článku ukazuje vzhled nejbližší známé planetární soustavy při pohledu ze Země. Pozorování ze Spitzerova kosmického dalekohledu ukazují, že hvězda Epsilon Eridani je obklopena dvěma pásy planetek, kromě toho již dříve odhalenými kandidáty na exoplanety a vnějším kometárním prstencem. Vnitřní pás asteroidů se v této soustavě jeví jako nažloutlý prstenec kolem hvězdy, zatímco vzdálenější pás planetek se promítá do popředí obrázku.

Nejvzdálenější kometární prstenec je příliš daleko, takže na obrázku není vidět. Avšak komety, které mají původ v tomto prstenci, jsou znázorněny v pravém horním rohu.

Hvězda Epsilon Eridani je o něco menší a chladnější než Slunce. Nachází se v souhvězdí Eridanus a od Země je vzdálena 10,5 světelného roku. (Světelný rok je vzdálenost, kterou světlo překoná za jeden rok – to odpovídá vzdálenosti asi 9,5 biliónu km.) Jedná se o devátou nejbližší hvězdu vzhledem ke Slunci, která je viditelná i neozbrojeným okem. Je také mnohem mladší než Slunce. Její stáří bylo určeno přibližně na 850 miliónů roků (stáří Slunce je 4,5 miliardy let).
Epsilon Eridani a její planetární systém vykazuje pozoruhodnou podobnost s naší Sluneční soustavou v době, když byla stejně stará.

„Výzkum hvězdy Epsilon Eridani nám podobně jako stroj času umožňuje pozorovat naši Sluneční soustavu v době, kdy byla ještě mladá,“ říká astronom Massimo Marengo (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics). Marengo je spoluautorem článku, který bude publikován v časopise Astrophysical Journal.

Dana Beckman (SETI Institute), hlavní autor článku říká: „Tato planetární soustava nepochybně vypadá skoro jako naše Sluneční soustava v době, když se na Zemi objevil první život.“

Ve Sluneční soustavě existuje hlavní pás kamenných planetek v prostoru mezi planetami Mars a Jupiter, ve vzdálenosti přibližně 3 astronomické jednotky (AU) od Slunce. (Astronomická jednotka odpovídá průměrné vzdálenosti Země od Slunce, což je přibližně 150 miliónů km.) Celková hmotnost těles v tomto pásu dosahuje asi 1/20 hmotnosti Měsíce. Tým astronomů použil k pozorování kosmický dalekohled NASA s názvem Spitzer Space Telescope, pracující v oboru infračerveného záření. Na základě těchto dat byl objeven identický pás planetek kolem hvězdy Epsilon Eridani v obdobné vzdálenosti 3 AU.

Astronomové rovněž objevili druhý pás planetek ve vzdálenosti 20 AU od hvězdy (což odpovídá vzdálenosti, ve které kolem Slunce obíhá planeta Uran). V tomto druhém pásu planetek se nachází takové množství materiálu, které odpovídá hmotnosti našeho Měsíce.

A nakonec třetí prstenec, obsahující ledová tělesa, se rozprostírá ve vzdálenosti 35 až 100 AU od hvězdy Epsilon Eridani. Obdobný rezervoár ledových těles ve Sluneční soustavě označujeme jako Kuiperův pás. Avšak tento vnější prstenec kolem Epsilon Eridani obsahuje 100krát více materiálu než náš Kuiperův pás.

Teoretikové vypočítali, že když bylo Slunce staré 850 miliónů roků, tak se Kuiperův pás nacházel ve stejné vzdálenosti, jako je tomu u hvězdy Epsilon Eridani. Od té doby byla většina materiálu Kuiperova pásu vymetena pryč z tohoto prostoru, nějakým způsobem byla vymrštěna do vnějších oblastí Sluneční soustavy. Další část materiálu zamířila do vnitřních oblastí rodící se Sluneční soustavy a způsobila zde tzv. pozdní velké bombardování - Late Heavy Bombardment. (Důkazem této události jsou na Měsíci obří krátery, v nichž vytvořila vylitá láva měsíční moře a oceány.) Je pravděpodobné, že soustava Epsilon Eridani prodělá v budoucnu obdobný „očistný“ proces.

„Epsilon Eridani se velmi podobá mladé Sluneční soustavě, takže si můžeme představit, že se bude i podobně vyvíjet,“ říká Massimo Marengo.

Data z družice Spitzer ukazují také zřetelné mezery mezi třemi objevenými prstenci kolem Epsilon Eridani. Takovéto mezery se dají nejlépe vysvětlit přítomností planet, které svojí gravitací utvářejí pozorované prstence. Obdobný efekt je znám například u planety Saturn, kde tzv. „pastýřské“ měsíce udržují pohromadě částice prstenců. „Přítomnost planet je tím nejjednodušším způsobem vysvětlení toho, co zde pozorujeme,“ dodává Marengo.

Jednoznačně tři velké planety s hmotnostmi mezi Neptunem a Jupiterem by se hodily k vysvětlení nejlépe. Předpokládaná planeta v blízkosti prstence, který leží nejblíže ke hvězdě, již byla objevena na základě měření radiálních rychlostí hvězdy. Druhá planeta se musí ukrývat v blízkosti druhého pásu planetek. Třetí planetu bychom měli hledat ve vzdálenosti zhruba 35 AU v blízkosti vnitřního okraje „Kuiperova pásu“ hvězdy Epsilon Eridani. Další pozorování mohou odhalit tyto doposud „neviditelné“ světy, stejně tak i nějaké kamenné planety, které mohou obíhat mezi hvězdou a nejbližším pásem planetek.

Další umělecká představa porovnává planetární soustavu Epsilon Eridani s naší Sluneční soustavou. Oba planetární systémy jsou uspořádány velmi podobně, v obou se nacházejí planetky (hnědá barva), komety (modrá barva) a planety (bílé kotoučky). Kolem hvězdy Epsilon Eridani pravděpodobně obíhají planety, a to v blízkosti okrajů obou objevených pásů planetek. První planeta byla objevena v roce 2000 na základě měření radiálních rychlostí hvězdy. Přítomnost druhé planety, obíhající v blízkosti okraje vnějšího pásu planetek, byla odvozena na základě objevu a zjištěného ostrého ohraničení pásu asteroidů pomocí družice Spitzer. Třetí planeta by mohla kolem hvězdy Epsilon Eridani obíhat na vnitřním okraji nejvzdálenějšího kometárního prstence. Přítomnost této exoplanety poprvé naznačila pozorování „hrudkovité“ struktury ledového prstence již v roce 1998.

Zdroj: http://www.cfa.harvard.edu/press/2008/pr200822.html

autor: František Martinek