Gliese 581 g: Je první obyvatelná exoplaneta přeludem?

Exoplaneta Gliese 581 g v představách malíře
Exoplaneta Gliese 581 g v představách malíře

Čas běží a v okamžiku vydání tohoto článku to už bude téměř 60 hodin od chvíle, kdy Francesco Pepe představil na konferenci v italském Turínu data ze spektrografu HARPS. Na tom by nebylo nic až tak zvláštního, kdyby tím evropští astronomové mimoděk nezařízli jeden z největších objevů v historii. Před necelými dvěma týdny oznámili američtí astronomové objev exoplanety Gliese 581 g, na jejímž povrchu se mohou nacházet podmínky k životu. Celosvětový humbuk teď utnulo několik slov v půlhodinové přednášce.

 



UPDATE: k současné situaci se už vyjádřil pro web space.com i šéf týmu, který má objev Gliese 581 g nasvědomí. Steve Vogt více méně zopakoval slova svého kolegy z týmu, že nezná podrobnosti o pozorování evropských kolegů a počká si na podrobný článek. Překvapilo ho však, že lidé okolo spektrografu HARPS použili výsledky pouze z tohoto přístroje, neboť on sám zdůrazňoval, že pro objevení exoplanety Gliese 581 g jsou nutná pozorování z HARPSu i z jejich spektrografu HIRES. Steve Vogt si jinak za svým objevem jednoznačně stojí.


 


29. září 2010: první obyvatelná exoplaneta?

 

Steve Vogt a jeho kolegové oznámili před několika dny objev páté a šesté exoplanety u hvězdy Gliese 581, kterou nalezneme v souhvězdí Vah ve vzdálenosti asi 20 světelných let.

 

Odbornou i laickou veřejnost zaujal především objev exoplanety Gliese 581 g, která má mít hmotnost asi 3,1 až 4,3 Země. Poloměr vzdáleného světa by se měl pohybovat v závislosti na chemickém složení od 1,3 do 2 poloměrů Země. Gliese 581 g má okolo své mateřské hvězdy obíhat s periodou necelých 37 dní v tzv. obyvatelné oblasti, což znamená, že se na povrchu planety mohou nacházet podmínky pro udržení vody v kapalném skupenství.

 

Tým astronomů použil k objevu data ze spektrografu HIRES, který je nainstalován na jednom ze dvou Keckových dalekohledů na Havaji. Kromě toho byla použita starší data ze spektrografu HARPS, jenž najdeme na 3,6 m velkém dalekohledu Evropské jižní observatoře v Chile. V obou případech měli astronomové k dispozici po 120 měřeních. V případě amerického spektrografu se jednalo o data za posledních 11 let, u evropského HARPSu pak o publikovaná data z let 2004 až 2007.

 

11. října 2010: Gliese 581 g – game over ?

 

Steve Vogt
Steve Vogt

V pondělí 11. října začalo v italském Turínu pětidenní sympozium Mezinárodní astronomické unie o exoplanetách. Hned v pondělí dopoledne měly být prezentovány v asi půlhodinové přednášce výsledky zmíněného spektrografu HARPS za období od roku 2008 do dneška. Celkem logicky se očekávalo, že stěžejní částí příspěvku budou informace o exoplanetě Gliese 581 g. Jenomže se tak k překvapení všech přítomných nestalo. „Nemůžeme ji (Gliese 581 g) potvrdit v naších datech z HARPS“, prohlásil Francesco Pepe z Ženevské observatoře.

 

Francesco Pepe si tak trochu zahrál na novodobého „doktora smrtku“. Tuto přezdívku jsme si nevymysleli. Její původ je v historii výzkumu extrasolárních planet s ohledem na současné dění docela pikantní. Přezdívku doktor smrtka si vysloužil slavný astronom a lovec exoplanet Geoffrey W. Marcy. Byl to právě on v polovině 90. let, komu chodili na stůl kandidáti na vůbec první exoplanetu u hvězdy hlavní posloupnosti. Marcy však řadu nadějných kandidátů nemilosrdně „zařízl“ co by falešné poplachy. Prošla až roku 1995 známá exoplaneta 51 Peg b. Šéfem postgraduálního studia G. Marcyho nebyl nikdo jiný než Steve Vogt – vedoucí týmu, který před pár dny oznámil objev exoplanety Gliese 581 g.

 

Vraťme se ale zpět do Turína. Francesco Pepe představil zejména nová data ze spektrografu HARPS, která byla získána od roku 2008. K těmto 60 novým měřením doplnili evropští astronomové 120 měření za roky 2004 až 2007, se kterými pracoval i americký tým.

 

Pepe a jeho kolegové na základě dat potvrdili existenci čtyř dříve objevených exoplanet u hvězdy Gliese 581 (b, c, d, e). Nové přírůstky – Gliese 581 g a Gliese 581 f však z dat vyloveny nebyly. Pepe se nechal slyšet, že amplituda změny radiální rychlosti je velmi malá a může se jednat o běžný šum.

 

K informacím z Turína se už vyjádřil i jeden z objevitelů. Paul Butler (Carnegie Institution for Science, Washington) ale moc sdílný nebyl. V Itálii na kongresu není a o současném humbuku toho moc nevěděl, neboť oznámeni evropských kolegů zaznělo pouze v rámci přednášky a nebylo publikováno jako článek.

 

Kde je zakopaný pes?

 

Už když jsme na našem webu objev Gliese 581 g představovali, nazvali jsme ji „ušmudlanou druhou Zemí“, což některé čtenáře překvapilo. Objev měl totiž v sobě zakořeněné hned dva problémy, o kterých se samozřejmě v médiích nedočtete. Tím prvním je fakt, že exoplaneta byla objevena metodou měření radiálních rychlostí a nevykonává žádné tranzity.

 

Spektrograf HARPS. Credit: ESO
Spektrograf HARPS. Credit: ESO

 

Pokud totiž objevíme exoplanetu, která tranzituje (přechází před svou hvězdou a způsobuje tak periodické poklesy v její jasnosti), dostaneme okamžitě poloměr exoplanety. U každé tranzitující exoplanety můžeme následně získat i hmotnost měřením radiálních rychlostí mateřské hvězdy. Na základě těchto dvou údajů lze dopočítat hustotu exoplanety, ale co je možná ještě důležitější, objev exoplanety je potvrzen druhou a nezávislou metodou.

 

Opačný postup však nefunguje. Pokud se objeví exoplaneta měřením radiálních rychlostí hvězdy, je jen velmi malá šance, že bude vykonávat tranzity. V případě takovýchto exoplanet můžeme poloměr a tedy i hustotu pouze předvídat na základě teoretických modelů, které vycházejí ze zjištěné hmotnosti. Ani tu však nelze určit zcela přesně, neboť údaj závisí na sklonu oběžné dráhy planety (resp. sinu tohoto úhlu) a ten obvykle neznáme.

 

Gliese 581 g ani ostatní planety v systému netranzitují, takže pro ně platí vše výše popsané. Druhým „hříchem“ Gliese 581 g je fakt, že amplituda změny radiální rychlosti hvězdy, kterou zjistil americký tým, je pouze 1,29 m/s, což velmi blízce koketuje se samotnou přesností obou spektrografů (okolo 1 m/s).

 



 

Nejednalo se o mediální bublinu

 

Jednou věcí si můžeme být v současné době jistí. Ohlášení objevu exoplanety Gliese 581 g nebylo mediální bublinou ani nepochopenou dezinformací. Světlo světa totiž spatřil odborný článek. Už v něm ovšem sami objevitelé nepřímo píší, že existence exoplanety nemusí být stoprocentní. V tradičním závěrečném shrnutí a diskusi vyzývají své kolegy k dalšímu pozorování: „potvrzení dalšími týmy prostřednictvím přesného měření radiálních rychlostí by bylo maximálně vítáno“.

 

Článek se však v komplexu tváří, že tým si je s existencí exoplanety jistý. Aby také ne, vždyť exoplanetární kandidáti se obvykle ve vědeckém článku neprezentují. Maximálně v náznaku společně s objevem jiné exoplanety, kdy se uvede poznámka, že v systému může být další exoplaneta na konkrétní oběžné dráze apod. Výjimku z tohoto pravidla samozřejmě tvoří Kepler, kde to však má svou logiku vzhledem k množství dat. Připomeňme také, že Gliese 581 g se dostala do katalogu exoplanet, kam jsou zařazeny pouze ověřené objevy.

 

Rovněž šéf týmu se v médiích tvářil docela sebejistě v kramflících a dokonce hovořil o možnostech života na planetě. Steve Vogt přitom rozhodně není tuctovým astronomem, který by se chtěl objevem proslavit. Jedná se o jednoho z největších světových odborníků na exoplanety a ještě většího odborníka na spektroskopii.

 

Stejně dobrý zvuk však má v astronomii i tým okolo evropského spektrografu HARPS, kterému šéfuje Michel Mayor, objevitel první exoplanety (51 Peg b) a exoplanety „e“ u hvězdy Gliese 581.

 

Objev Gliese 581 g byl i pro odbornou veřejnost více než důvěryhodný také proto, že je založen na velkém množství dat za dlouhou dobu 11 let.

 

Kde je tedy problém se určitě v nejbližší době nedozvíme. Možná budou následovat další prohlášení z obou táborů, avšak na konkrétní výsledky si musíme počkat a to hodně dlouho. Podle odhadů některých lidí okolo spektrografu HARPS to může trvat jeden až dva roky.

 

Je nutné podotknout, že čerstvé výsledky spektrografu HARPS neznamenají neexistenci exoplanet Gliese 581 g a f. Jejich existence byla pouze zpochybněna a vyčkání na další pozorování je v tomto případě více než nutné. Pravděpodobnost, že za posuv spektrálních čar nemůže pohyb exoplanety, ale běžný šum je totiž poměrně vysoká (v řádu procent), což díky přísným kritériím na schvalování exoplanet znamená přesunutí obou úlovků (Gliese 581 g a Gliese 581 f) mezi pouhé nepotvrzené kandidáty.

 

Skepticismus je na místě

 

Skepticismus a ostražitost v případě budoucích objevů exoplanet zemského typu je na místě a to i v případě tranzitujících exoplanet (např. z Keplera), které bude, vzhledem k možnostem spektrografů, obtížné ověřovat.

 

Podle našich informací jsou všechny týmy, které mají reálnou šanci objevit exoplanetu zemského typu v obyvatelné oblasti, pod neuvěřitelným tlakem uveřejnit své výsledky co nejdříve. Velmi dobře to bylo patrné minulý týden v kalifornské Pasadeně, kde někteří lidé z týmu Keplera poměrně otevřeně hovořili o kandidátovi na exoplanetu Kepler-9 d jako o potvrzené exoplanetě. Šéf týmu tyto informace okamžitě dementoval s tím, že je potřeba ještě více pozorování a že nic není oficiální. Následně musel některé své podřízené proplesknout (dost možná nejen obrazně).

 

V případě Gliese 581 g vstupoval do hry ještě jeden faktor, který mohl na americký tým vyvíjet další tlak. U hvězdy Gliese 581 byly už dříve objeveny exoplanety, takže ji v hledáčku měly i ostatní týmy. Pokud Gliese 581 g existuje, bylo by pouze otázkou času, než jí objeví někdo jiný a objev roku americkému týmu S. Vogta vyfoukne.

 


Animace: Metoda měření radiálních rychlostí. Credit: Zhatt
Animace: Metoda měření radiálních rychlostí. Credit: Zhatt

Poznámka:

 

Metoda měření radiálních rychlostí – exoplaneta ve skutečnosti neobíhá okolo hvězdy ale okolo společného těžiště s hvězdou. Vzhledem k poměru hmotnosti obou těles leží toto těžiště „pod povrchem“ hvězdy, ale je mírně posunuté vůči středu hvězdy. Přítomnost exoplanety tak způsobuje určité „vychylování“ hvězdy v prostoru (viz animace). Ve spektru hvězdy nalezneme tmavé spektrální čáry, které odpovídají jednotlivých chemickým prvkům. Pokud okolo hvězdy obíhá exoplaneta, dochází k nepatrnému posuvu čar vlivem Dopplerova jevu.


 

Zdroje:

 

 

www.novedalekohledy.cz