Webbův teleskop objevil novou planetu u hvězdy Alfa Centauri A

Astronomové pomocí vesmírného dalekohledu James Webb Space Telescope (JWST), který je společným projektem NASA, ESA a CSA, objevili silné důkazy o existenci obří planety obíhající kolem hvězdy ve stelárním systému nejblíže našemu Slunci. Trojhvězdný systém Alfa Centauri, vzdálený pouhé 4 světelné roky od Země, je již dlouho lákavým cílem při hledání světů mimo naši Sluneční soustavu.

Je viditelná pouze z jižní polokoule a skládá se z dvojhvězdy Alfa Centauri A a Alfa Centauri B, které jsou obě podobné Slunci, a slabé červené trpasličí hvězdy Proxima Centauri. Zatímco kolem Proximy Centauri obíhají tři potvrzené planety, přítomnost světů kolem Alfa Centauri A a Alfa Centauri B se potvrzuje obtížně.

Nyní pozorování JWST pomocí jeho přístroje pro střední infračervené záření (MIRI) poskytují dosud nejsilnější důkaz o existenci plynného obra obíhajícího kolem Alfa Centauri A. Výsledky byly publikovány ve dvou článcích v časopise Astrophysical Journal Letters.

Pokud se tato informace potvrdí, bude tato planeta nejbližší planetou k Zemi, která obíhá v obyvatelné zóně hvězdy podobné Slunci. Vzhledem k tomu, že se jedná o plynného obra, vědci tvrdí, že by na ní nemohla existovat forma života, jak jej známe.

„Vzhledem k tomu, že tento systém je nám tak blízko, jakékoliv objevené exoplanety by poskytly nejlepší příležitost ke sběru dat o planetárních systémech jiných než náš vlastní. Přesto je jejich pozorování neuvěřitelně náročné, a to i s nejvýkonnějším vesmírným dalekohledem na světě, protože tyto hvězdy jsou velmi jasné, blízko a rychle se pohybují po obloze,“ řekl Charles Beichman z Jet Propulsion Laboratory a Exoplanet Science Institute v astronomickém centru IPAC Caltech, spoluautor nových článků. „Webbův teleskop byl navržen a optimalizován pro hledání nejvzdálenějších galaxií ve vesmíru. Provozní tým Space Telescope Science Institute (STSI) musel pro tento cíl vymyslet speciální pozorovací sekvenci a jejich extra úsilí se vyplatilo.“

Několik sérií pečlivě naplánovaných pozorování Webbem, důkladná analýza a rozsáhlé počítačové modelování pomohly určit, že zdroj viditelný na snímku z JWST je pravděpodobně planeta, a nikoliv objekt v pozadí (například galaxie), objekt v popředí (prolétající asteroid) nebo jiný artefakt detektoru či snímku.

První pozorování systému proběhlo v srpnu 2024 pomocí koronografické masky na palubě MIRI, která blokovala světlo Alfa Centauri A. Ačkoliv analýzu komplikovala zvýšená jasnost blízké doprovodné hvězdy Alfa Centauri B, týmu se podařilo odečíst světlo obou hvězd a odhalit objekt více než 10 000krát slabší než Alfa Centauri A, který je od hvězdy vzdálen asi dvakrát více než Země od Slunce.

Ačkoliv počáteční objev byl vzrušující, výzkumný tým potřeboval více dat, aby mohl dospět k jednoznačnému závěru. Další pozorování systému v únoru a dubnu 2025 (využívající volný čas ředitele) však neodhalila žádné objekty podobné tomu, který byl identifikován v srpnu 2024.

„Stojíme před případem mizející planety! Abychom tuto záhadu prozkoumali, použili jsme počítačové modely k simulaci milionů potenciálních oběžných drah, do nichž jsme zahrnuli poznatky získané při pozorování planety i při jejím nepozorování,“ uvedl doktorand Aniket Sanghi z Kalifornského technologického institutu v Pasadeně v Kalifornii. Sanghi je spoluautorem dvou článků věnovaných výzkumu.

V těchto simulacích tým zohlednil jak pozorování potenciálního kandidáta na exoplanetu z roku 2019 pomocí Very Large Telescope Evropské jižní observatoře ESO, tak nové údaje z Webbova teleskopu, a zvážil oběžné dráhy, které by byly gravitačně stabilní v přítomnosti Alfa Centauri B, což znamená, že planeta by nebyla vymrštěna ze systému. Vědci tvrdí, že nezjištění ve druhé a třetí sérii pozorování pomocí Webbova teleskopu není překvapivé.

„Zjistili jsme, že v polovině simulovaných možných oběžných drah se planeta přiblížila příliš blízko ke hvězdě a nebyla by viditelná pro Webbův teleskop ani v únoru, ani v dubnu 2025,“ řekl Sanghi. 
Na základě jasnosti planety v pozorováních ve střední infračervené oblasti a simulacích oběžné dráhy vědci tvrdí, že by se mohlo jednat o plynného obra přibližně o hmotnosti Saturnu, který obíhá kolem Alfa Centauri A po eliptické dráze v rozmezí 1 až 2násobku vzdálenosti mezi Sluncem a Zemí.

„Jedná se o jedny z nejnáročnějších pozorování, která jsme dosud provedli pomocí koronagrafu MIRI,“ řekl Pierre-Olivier Lagage z CEA ve Francii, který je spoluautorem článků a byl francouzským vedoucím vývoje MIRI. „Když jsme tento přístroj vyvíjeli, byli jsme zvědaví, co bychom mohli najít v okolí Alfa Centauri, a těším se na to, co nám odhalí příště!“

„Pokud se potvrdí, že potenciální planeta zachycená na snímku Webbova teleskopu u Alfa Centauri A skutečně existuje, bude to nový milník v oblasti zobrazování exoplanet,“ říká Sanghi. „Ze všech přímo vyfotografovaných planet by to byla ta, která je dosud nejblíže své hvězdě. Je také nejvíce podobná teplotou a věkem obřím planetám ve Sluneční soustavě a nejblíže naší domovské planetě Zemi. Její samotná existence v systému dvou blízko sebe ležících hvězd by zpochybnila naše chápání toho, jak planety vznikají, přežívají a vyvíjejí se v chaotickém prostředí.“

Pokud budou výsledky týmu potvrzeny dalšími pozorováními, mohly by změnit budoucnost vědy o exoplanetách.

„Stalo by se to základním kamenem vědy o exoplanetách, s mnoha příležitostmi pro podrobnou charakterizaci pomocí Webbova teleskopu a dalších observatoří,“ řekl Beichman.

Na obrázku jsou tři panely, z nichž každý zobrazuje jiný pohled na dvojhvězdný systém Alfa Centauri. Panel vlevo je snímek z Digitized Sky Survey (DSS), který zobrazuje jediný jasný modrý bodový zdroj uprostřed černého obrazu s malými hvězdami rozptýlenými po celé ploše. Samotný střed tohoto jasného zdroje je ohraničen svislým rámečkem, mírně nakloněným doleva, se dvěma diagonálními čarami vedoucími k druhému panelu. Druhý panel je snímek z Hubbleova vesmírného dalekohledu HST, který zobrazuje dvě bílé hvězdy se 4 difrakčními paprsky na černém pozadí. Horní hvězda je označena jako Alfa Cen B a spodní jako Alfa Cen A. Alfa Cen A je ohraničena bílým čtvercem se dvěma diagonálními čarami vedoucími k třetímu panelu zcela vpravo, který zobrazuje snímek hvězdy z vesmírného dalekohledu Jamese Webba. Oranžová ikona hvězdy a centrální černý kruh ohraničený bílou barvou označují polohu Alfa Cen A. Velký bílý kruh ohraničuje rozmazané červené pole, které obklopuje polohu hvězdy. Jasně oranžová skvrna v pozici 9 hodin vzhledem ke hvězdě je označena „S1“ a zakroužkována.

Zdroj: https://esawebb.org/news/weic2515/?lang

autor: František Martinek