Portrét super-exotické super-Země

Mezinárodní tým astronomů odhalil detaily „super-exotické“ exoplanety, která by se mohla podobat na planetu Pandora z filmu Avatar. Planeta pojmenovaná 55 Cancri e má o 60 % větší průměr než Země, avšak je 8krát hmotnější. Dvakrát vyšší hustota než u Země – téměř tak hustá jako olovo – to je nejhustější známá pevná planeta, jak prohlásili členové týmu astronomů z Massachusetts Institute of Technology (MIT), University of British Columbia (UBC), Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics a University of California at Santa Cruz (UCSC).

Mateřská hvězda planety je ve skutečnosti součástí dvojhvězdy. Tento žlutý trpaslík 55 Cancri A (jako hlavní složka dvojhvězdy) krouží kolem společného těžiště s červeným trpaslíkem 55 Cancri B, přičemž je dělí vzdálenost 1000 astronomických jednotek.

Vědci na základě pozorování kanadské astronomické družice MOST (Microvariability & Oscillations of Stars) představili 28. 4. 2011 práci, která je připravena k publikování v časopise Astrophysical Journal Letters. Astronomickou družici MOST navrhla a vypustila Kanadská kosmická agentura CSA (Canadian Space Agency).

Exoplaneta 55 Cancri e obíhá kolem mateřské hvězdy 55 Cancri A vzdálené od Země 41 světelných roků, a to tak blízko jejího povrchu, že jeden oběh vykoná za dobu kratší než 18 hodin (což je délka místního „roku“). Všech 5 známých exoplanet obíhá blíže k povrchu hvězdy 55 Cancri A než její průvodce 55 Cancri B.

Teplota na povrchu této planety však může být vyšší než 2 700 °C. „Protože exoplaneta 55 Cancri e je rozžhavena doslova na pekelnou teplotu, je nepravděpodobné, aby měla atmosféru,“ říká hlavní autor článku Josh Winn (MIT). „Proto není příliš vhodným místem, kde mohou astrobiologové pátrat po přítomnosti života.“

Nicméně 55 Cancri e je typem tělesa, které lovci exoplanet budou chtít „spatřit“ svými dalekohledy, dodává Josh Winn. „Jasnost její mateřské hvězdy umožňuje provádět různá měření, takže 55 Cancri e je perfektní laboratoří k testování teorií vzniku planet, jejich vývoje a zániku.“

Zatímco samotná planeta není pozorovatelná ani pomocí dalekohledu, její mateřskou hvězdu 55 Cancri A můžeme za dobrých podmínek pozorovat i bez dalekohledu.

„Na tomto tělese – na nejhustější pevné planetě jaká byla doposud objevena ve Sluneční soustavě i mimo její hranice – bychom vážili 3krát více než na Zemi. Na denní obloze bychom zdejší slunce viděli 60krát větší a svítilo by 3 600krát intenzivněji než naše ´pozemské´ Slunce,“ říká Jaymie Matthews (UBC), vědecký pracovník pro družici MOST a spoluautor článku.

První exoplaneta, která byla objevena u hvězdy 55 Cancri A, byla pojmenována 55 Cancri b a byla objevena v roce 1997. O pět let později byly objeveny stejným týmem z Kalifornie další dvě planety kroužící kolem hvězdy 55 Cancri A, a to „c“ a „d“. V roce 2004 pak objevil tým astronomů z Texasu exoplanetu 55 Cancri e a v roce 2008 ještě pátou exoplanetu téže hvězdy: 55 Cancri f.

Všech pět planet bylo objeveno na základě měření tzv. Dopplerova posunu (měření radiálních rychlostí), kdy se hvězda v důsledku gravitačního působení „neviditelné“ planety střídavě k Zemi přibližuje a následně se od Země vzdaluje, což se projeví posunem spektrálních čar na jednu či druhou stranu – k modrému či červenému konci spektra.

V minulém roce Rebekah Dawson a Daniel Fabrycky znovu analyzovali získaná data a dospěli k závěru, že oběžná perioda planety 55 Cancri e může být kratší než uváděly dřívější předpoklady.

Josh Winn (MIT) společně s astronomem Mattem Holmanem (Harvard-Smithsonian Center) pověřili vyřešením tohoto problému Jaymie Matthewse z UBC, který objednal astronomický ekvivalent kontrolního měření prostřednictvím družice MOST, jež byla schopna detekovat mimořádně jemné poklesy jasnosti hvězdy 55 Cancri v okamžiku, kdy před ní procházela planeta „e“ na každém svém oběhu.

Tým astronomů zjistil, že tyto tzv. tranzity (přechody) se vyskytují v přesných intervalech jednou za 17 hodin a 41 minut, jak Dawson a Fabrycky předpověděli. To je zároveň oběžná perioda planety kolem hvězdy. Světlo mateřské hvězdy přitom bylo při každém tranzitu zeslabeno pouze o 1/50 procenta. Z průběhu tranzitu astronomové rovněž odvodili, že průměr planety je zhruba 21 000 km – tedy pouze o 60 % větší než průměr Země. A na základě zjištěné hmotnosti (8,57 hmotnosti Země) již není problém vypočítat průměrnou hustotu této zajímavé exoplanety. Vychází 10,9 g/cm³ (pro porovnání: průměrná hustota Země je 5,515 g/cm³).

„Je skvělé, že jsme schopni u hvězdy viditelné pouhým okem vypátrat planety a u jedné z nich určit její hmotnost a velikost,“ říká Josh Winn.

Poznámka: exoplanety označujeme názvem hvězdy a malým písmenem abecedy v pořadí podle objevu planet u konkrétní hvězdy.

Zdroj: http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=33443 a http://www.physorg.com/news/2011-05-transiting-super-earth-naked-eye-star.html

autor: František Martinek