Byl Kepler jen předkrm? Astronomové čekají 20 000 exoplanet

Astronomové podle nových simulací očekávají v nejbližších pěti letech objev až 20 000 nových exoplanet družicí Gaia.

www.novedalekohledy.cz

Evropská družice Gaia pracuje už téměř rok, i když vědecká pozorování zahájila relativně nedávno. Jedním z hlavních úkolů je vytvoření přesné trojrozměrné mapy stovek milionů hvězd v Galaxii. Nás ale samozřejmě zajímají hlavně exoplanetární úlovky.

Gaia bude lovit exoplanety podobně jako Kepler tranzitní metodou, ale větší sklizeň se očekává od astrometrie.

Hvězdám se sice říká stálice, ale ve skutečnosti se také ony po obloze pohybují. Největší vlastní pohyb má Barnardova hvězda. Za lidský život urazí čtvrtinu úhlové velikosti Měsíce.

Pokud z tohoto nepatrného pohybu odfiltrujete vedlejší jevy, jako je pohyb Země okolo Slunce, dostanete „vlastní dráhu hvězdy“ po obloze. V případě, že s ní v prostoru cloumá svou gravitací planeta, pohybuje se hvězda po vlnovce, jejíž perioda odpovídá oběžné době planety.

Pohyb hvězdy s exoplanetou po obloze. Hypotetická hvězda se nachází 50 pc daleko a obíhá okolo ní objekt o hmotnosti 15 Jupiterů ve vzdálenosti 0,6 AU. Credit: Perryman et al.
Pohyb hvězdy s exoplanetou po obloze. Hypotetická hvězda se nachází 50 pc daleko a obíhá okolo ní objekt o hmotnosti 15 Jupiterů ve vzdálenosti 0,6 AU. Credit: Perryman et al.

Špatnou zprávou je, že Gaia odhalí zejména hmotnější planety. Od těch, které jsou podobné Jupiteru až po takové, které už koketují s nálepkou hnědého trpaslíka. Jsou zde ale i dobré zprávy:

  • Půjde o první větší balík exoplanet objevených astrometrií. Přesněji řečeno asi o úplně první takto objevené planety, protože předešlé úlovky ze Země byly zpochybněny (například exoplaneta VB 10 b).
  • Najdeme planety na vzdálenějších drahách. Přes 70% známých exoplanet obíhá do vzdálenosti 1 AU od své hvězdy! Více v článku Na exoplanety se díváme klíčovou dírkou, je třeba otevřít dveře
  • Změříme přesně hmotnost objevených exoplanet – astrometrie to dokáže přímo. Měření radiálních rychlostí k tomu potřebuje znát úhel mezi rovinou oběžné dráhy planety a námi.
  • Objevíme nové planety v blízkém okolí Země. Astrometrie je nejen prakticky ale také teoreticky citlivá na exoplanety u blízkých hvězd.
Desítky tisíc nových exoplanet?

Tým astronomů aktualizoval odhady počtu exoplanet, které by mohla Gaia objevit. Výsledky simulací jsou ohromující. V letech 2014 až 2019 by měla Gaia najít 21 000 (± 6 000) exoplanet o hmotnosti 1 až 15 Jupiterů, které obíhají okolo blízkých hvězd. Konkrétně vědci simulovali situaci pro hvězdy do 500 parseků od Země (16 00 světelných let). Na výsledky si ale budeme muset počkat, data z družice se budou uvolňovat postupně.

Odhadované počty objevených exoplanet v různých vzdálenostech od hvězdy v AU. Credit: Perryman et al.
Odhadované počty objevených exoplanet v různých vzdálenostech od hvězdy v AU. Credit: Perryman et al.

Simulace je samozřejmě založena na předpokladu, že bude Gaia pozorovat právě po dobu 5 let. Odlišná délka mise by přinesla jiná čísla. Pokud by Gaia čistě hypoteticky pracovala 10 let, zvýšil by se počet objevených exoplanet až na 70 000 (±20 000).

Podle nedávné simulace by Gaia mohla najít také stovky nových cirkumbinárních planet. To jsou takové, které obíhají okolo dvou hvězd současně – více v článku.

Pro srovnání: Kepler zatím našel asi 1 000 potvrzených exoplanet a 4 000 kandidátů.

Zdroj: Astrometric exoplanet detection with Gaia