Před 20 lety objevili první exoplanetu

Exoplaneta 51 Peg b
Exoplaneta 51 Peg b
www.novedalekohledy.cz

V těchto dnech a týdnech si připomínáme dvacáté výročí objevu první exoplanety – 51 Peg b.

51 Peg b je první exoplanetou tak trochu s otazníkem. Už tři roky předtím byly objeveny planety nebo přesněji objekty planetární hmotnosti u pulsaru. 51 Peg b ale možná není ani první exoplanetou u hvězdy hlavní posloupnosti. Jak se později ukázalo, už o 7 let dříve astronomové objevili exoplanetu Gamma Cephei Ab, ale její existence byla potvrzena až pár let po 51 Peg b.

Objev 51 Peg b

Hledáním první exoplanety u hvězdy hlavní posloupnosti se v polovině 90. let věnovaly především dva týmy. V USA to byli Geoffrey Marcy a Paul Butler a v Kanadě Gordon Walker s Brucem Campbellem. Oba na sobě nezávislé týmy zveřejnily v roce 1994 průběžné zprávy, které příliš optimismu nepřinesly. Hrozilo akutní nebezpečí, že se hledání exoplanet dostane do slepé uličky.

Jak se později ukázalo, oba týmy si vylámaly zuby především díky tomu, že se příliš zaměřili na podobu naší vlastní Sluneční soustavy. Ve vnitřní části obíhají planety zemského typu (Merkur, Venuše, Země, Mars) a každému bylo jasné, že tak malé objekty není možné tehdejší technikou objevit. Týmy se proto zaměřily na obří plynné planety, které v naší Sluneční soustavě obíhají podstatně dále (Jupiter, Saturn, Uran, Neptun). Samotnému Jupiteru trvá jeden oběh okolo Slunce téměř 12 let. Pokud tedy chceme najít podobné planety u jiných hvězd, stačí nám pozorovat vybrané hvězdy jednou za měsíc až dva.

V roce 1994 se na observatoři Haute-Provence v jižní Francii naplno rozběhla pozorování na novém spektrografu ELODIE, který byl umístěn na 1,93 m velkém dalekohledu. Pozorovací čas dostal přidělen také Michel Mayor a jeho mladý kolega Didier Queloz z Ženevské observatoře. Jeden týden za dva měsíce se mohli věnovat svému programu, zaměřenému na hledání hnědých trpaslíků.

Přítomnost obřích planet s oběžnou dobou v řádů měsíců nebo dokonce dní teorie zakazovaly. Hnědí trpaslíci jsou sice „nedodělané“ hvězdy, ale stále jsou to hvězdy. Tehdejší teorie rozhodně nevylučovaly, že by některá z hvězd mohla mít jako průvodce hnědého trpaslíka s oběžnou dobou třeba jen několika dní. Mayor a Queloz si proto mohli dovolit hledat i hnědé trpaslíky s krátkou oběžnou dobou. A kdyby se jim jako vedlejší produkt podařilo objevit exoplanetu, bylo by to přímo fantastické. Taková možnost ale byla spíše nepravděpodobná.

V listopadu 1994 odjíždí Mayor na půlroční pracovní pobyt na Havaj a Queloz mezitím pokračuje v osamoceném pozorování pomoci spektrografu ELODI. Jeho úkolem je především kalibrace samotného spektrografu. Při rutinním pozorování si všímá podivných oscilací hvězdy 51 Pegasi (zkráceně 51 Peg). Že by vada přístroje? Tuto možnost Queloz poměrně rychle zavrhuje, neboť další pozorované hvězdy žádné anomálie nevykazují. Mohlo by se snad jednat o planetu? Možností bohužel připadalo více a přítomnost planety byla jen jednou z nich. Queloz ale přesto omezuje ostatní program a vrhá se na pozorování 51 Pegasi. Do února 1995 se podaří získat celkem 18 měření v průběhu asi 150 dní a výsledky stále více ukazují na existenci planety. Další týdny ale přerušuje pozorování špatná viditelnost souhvězdí Pegase. Inkriminovaná hvězda se nachází na jaře jen velmi nízko nad obzorem, takže nelze získat přesná měření.

Infografika: 20 let od objevu 51 Peg b

2_planet_profile_51_pegasi_b_3_2

Queloz a Mayor mezitím procházejí získaná data a vypočítávají teoretickou oběžnou dráhu planety. Den „D“ má nastat 6. července 1995. Dalekohled na observatoři Haute-Provence se zaměřuje tu noc na hvězdu 51 Peg, aby zjistil, zda se domnělá planeta nachází tam, kde by měla být podle teoretických modelů.

Počítač vyhodnocuje získaná data několik minut a nakonec vyplivne „shoda“. Mayor a Queloz mají jednoznačný důkaz. Jako první na světě objevili planetu mimo Sluneční soustavu. Tu noc se na jihu Francie psaly dějiny astronomie.

Oba se o objevu baví jen s hrstkou kolegů, které potřebují k ověření objevu. Dne 25. srpna 1995 odesílají článek o objevu do časopisu Nature a čekají na odborné posudky. Zároveň si u časopisu vybojují možnost, aby o objevu promluvili na konferenci o chladných hvězdách, která má proběhnout od 2. do 10. října ve Florencii.

Mayor přihlašuje svůj příspěvek k tzv. kulatému stolu, kde se oznamují spíše méně významné objevy (!). Pořadatelé ale chtějí znát o jeho objevu více podrobností, které jim Mayor samozřejmě poskytnout nemůže. Díky tomu dostává na přednesení nejvýznamnějšího objevu za poslední léta jen mizerných pět minut. V průběhu času se ale začínají šířit astronomickou obcí spekulace, že Mayor chce na konferenci oznámit objev první exoplanety. Pořadatelé proto mění program a Mayor nakonec 5. října 1995 hovoří celých 45 minut. Za svůj projev sklízí dlouhé ovace. V listopadu pak vychází článek v Nature… rodí se zcela nový obor astronomie.

51 Peg b

Exoplaneta u hvězdy 51 Peg dostává název podle své mateřské hvězdy s přídavkem „b“. Písmeno „a“ je rezervováno pro samotnou hvězdu, ale běžné se neuvádí. Exoplaneta 51 Peg b obíhá okolo svého slunce s periodou jen 4,23 dne ve vzdálenosti 0,052 AU. Hmotnost planety se odhaduje na 0,45 Mj. Mateřská hvězda 51 Peg má hmotnost asi jako naše Slunce a nalezneme ji ve vzdálenosti asi 48 světelných let směrem v souhvězdí Pegase. Zdánlivá hvězdná velikost 51 Peg je 5,49 mag, takže je na hranici viditelnosti pouhým okem.

Zdroj infografikyplanetquest.jpl.nasa.gov