Mimořádně: 400 miliard exoplanetárních bezdomovců aneb revoluce v astronomii?

Bludná planeta bez mateřské hvězdy v představách malíře. Credit: JPL, NASA
Bludná planeta bez mateřské hvězdy v představách malíře. Credit: JPL, NASA

Mluvilo se o tom dlouho. Napsány byly desítky článků a nad celým tématem se vznášela jakási aura tajemna, neznalosti a hypotetických, mnohdy nevyřčených teorií. Řeč je o planetách bez sluncí, planetách jenž už svou samotnou podstatou evokují pochyby o tom, zda je vůbec za planety považovat. Díky práci novozélandských, japonských a polských astronomů se z bájných hypotéz stává tvrdá realita, která dost možná otřese nejednou teorií a představou o vzniku a vývoji planet i rozložení objektů v Galaxii. Objevil mezinárodní tým astronomů první planety, které neobíhají okolo žádné hvězdy?

 


 

Planety bez sluncí aneb osamocení tuláci vesmírem


Když se řekne planeta, většina z nás si asi vybaví objekt kulovitého tvaru o hmotnosti desetin Země až po násobky Jupiteru, který obíhá okolo Slunce či jiné hvězdy. Už mnoho let však astronomové předpokládají existenci planet bez sluncí neboli planet, které okolo žádné hvězdy neobíhají. Samozřejmě to v nás vyvolává otázku, zda takové objekty nazývat planetami. Žel oficiální definice planety je vztažena pouze na Sluneční soustavu a tento jakož i jiné problémy soudobé astronomie příliš neřeší. Existuje sice „pracovní definice“ Mezinárodní astronomické unie, která v tomto ohledu jde o něco dál, ale tuto verzi povětšinou nikdo nebere příliš vážně a spásné řešení to také není.

 

Zanechme ale hry se slovíčky a podívejme se na jádro pudla. Dle teorií vznikly „bludné“ planety stejně jako jejich spořádaní příbuzní – v disku z prachu a plynu, který obklopoval mladou rodící se hvězdu. Následně však byly tyto planety díky gravitačním interakcím se svými kolegyněmi vystřeleny ven ze vznikajícího planetárního systému.

 

Dalekohled OGLE na Las Campanas v Chile. Autor:Krzysztof Ulaczyk, Wikipedia
Dalekohled OGLE na Las Campanas v Chile. Autor: Krzysztof Ulaczyk, Wikipedia

 

Obecná teorie relativity přichází na pomoc

 

Scénář sice vypadá trochu nepravděpodobně, ale opak je pravdou. Astronomové očekávali, že bludných planet mohou být v Galaxii miliardy! Jak ale takové osamělé poutníky mezihvězdným prostorem nalézt? Bludné planety vyzařují jen velmi málo světla a tak jsou téměř neviditelné. Ale nejsou nehmotné! Jednu z mála možností, které máme, nám nabízí teorie relativity.

 

Konkrétně se pak jedná o metodu gravitačních mikročoček. Tento postup k detekci exoplanet není nový. Do dnes se díky této metodě podařilo nalézt 12 exoplanet, ale všechny obíhaly okolo nějaké hvězdy.

 

Dalekohled MOA na Novém Zélandu. Zdroj: Wikipedia
Dalekohled MOA na Novém Zélandu. Zdroj: Wikipedia

 

Tým astronomů z Japonska, Nového Zélandu, Polska a dalších zemí využil dva klíčové projekty, které se zaměřují na hledání exoplanet pomoci gravitačních mikročoček ve snaze nalézt bludné planety. Zmíněnými projekty jsou novozélandský MOA a polský OGLE, který je provozován na observatoři Las Campanas v Chile. Obě stanoviště se tedy nacházejí na jižní polokouli, což je poměrně logické. Právě na jižní obloze totiž nalezneme střed Galaxie a galaktickou výduť, kde je vysoká koncentrace hvězd a tedy i největší pravděpodobnost mikročočkové události.

 

Metoda gravitačních mikročoček má, jako ostatně každá metoda, svá pro a proti. Nevýhodou je fakt, že postavení všech těles během mikročočkové události je fakticky neopakovatelné, takže planetu sice objevíme, ale její další výzkum je nemožný. Na druhou stranu nám tato metoda umožňuje nalézt planety i u velmi vzdálených hvězd nebo dokonce v jiné galaxii. Metoda gravitačních mikroček je a v budoucnu nepochybně bude využívána zejména pro statistické kejkle. Nepůjde nám tedy o objev konkrétních exoplanet a jejich následný výzkum, ale spíše o počty objevených exoplanet. S tímto úkolem má do vesmíru v budoucnu odstartovat například družice WFIRST.

 

Až 400 miliard planet bez sluncí?

 

Takahiro Sumi a jeho tým však tentokrát nehledali nové exoplanety u vzdálených hvězd ale exoplanety bez sluncí.

 

Princip metody je poměrně jednoduchý. Představte si velmi vzdálenou hvězdu, před kterou (z našeho pohledu) přechází osamocená planeta. Ta svou gravitací zakřivuje okolní prostor, jak nám praví obecná teorie relativity, a způsobí zjasnění vzdálené hvězdy. Obecně lze říci, že planeta zafunguje jako čočka. Planetu tedy nevidíme, projevy její gravitace však ano.

 

Astronomové očekávali, že touto metodou objeví ve vzdálenosti 10 000 až 20 000 světelných let od nás dvě, možná tři planety. Jenomže oni jich nalezli hned 10! Všechny exoplanety mají hmotnost srovnatelnou s Jupiterem a s největší pravděpodobností neobíhají okolo žádné hvězdy. Existuje sice možnost, že některá z nich přece jen okolo nějaké hvězdy obíhá a to po velmi vzdálené dráze, ale většina z objevených planet by měla být skutečně osamocenými tuláky mezihvězdným prostorem.

 

Tým vědců vzal počet deseti úlovků a dal se do počítání. Na základě možností dalekohledů, pravděpodobnosti mikročočkové události apod. bylo odhadnuto, že v naší Galaxii se nachází dost možná až 400 miliard exoplanet, které neobíhají okolo žádné hvězdy! Zdá se vám toto číslo velké? Pak vězte, že těchto planet může být v Galaxii dokonce více, než samotných hvězd hlavní posloupnosti! Konkrétně by bludných planet mělo být až 1,8x více než hvězd, v krajním případě dokonce 3,5x více!

 

Světelné křivky 4 z 10 bludných exoplanet. V horním obrázku je světelná křivka za dva roky, v dolním pak výřez okolo zjasnění čočkované hvězdy. Credit: Takahiro Sumi a kol.
Světelné křivky 4 z 10 bludných exoplanet. V horním obrázku je světelná křivka za dva roky, v dolním pak výřez okolo zjasnění čočkované hvězdy. Credit: Takahiro Sumi a kol.

 

MOA a OGLE prováděli výzkum v letech 2006 až 2007. Objev by mohl mít poměrně značný dopad na teorie o vzniku a vývoji planetárních systémů. V tomto duchu studii konec konců komentovala i jedna z předních „lovkyň exoplanet“ Debra Fischer. Také ostatní astronomové prozatím novou studii hodností spíše kladně.

 

Zdroje:

www.novedalekohledy.cz