Objevili tři obyvatelné planety u extrémně malé a chladné hvězdy

Planeta u hvězdy TRAPPIST-1 v představách malíře. Credit: ESO/M. Kornmesser/N. Risinger
www.novedalekohledy.cz

Objev systému u hvězdy TRAPPIST-1 je hodně zajímavý, možná nejvýznamnější objev letošního roku, ať už se na to díváme z jakéhokoliv úhlu.

S TRAPPIST-1 jsem se poprvé setkal už v lednu letošního roku. Dostala se ke mně informace o žádosti pana Michaela Gillona (University of Liège), který je šéfem objevitelského týmu.

Gillon žádal o přidělení pozorovacího času na infračerveném kosmickém dalekohledu Spitzer a to z důvodů prověření binární povahy tranzitu. Slovy klasika to trochu smrdělo objevem exoměsíce, což by se s ohledem na použitou techniku a očekávaný postup rovnalo zázraku.

Konzultoval jsem to tehdy s předními odborníky na tuto oblast, ale k ničemu pořádnému jsme nedospěli…

A nyní je TRAPPIST-1 tady. Exoměsíc to není, ale v to jsem ani nedoufal s ohledem na informace, které se objevily v posledních týdnech. I tak je to ale pořádně zajímavý objev.

Chladná a malá hvězda

Těžko říct, zda TRAPPIST-1 označit jako hvězdu. Autoři sami ho šoupli do skupiny ultrachladných trpaslíků, kam se zařazují hnědí trpaslíci a nejrůznější hvězdná drobotina.

TRAPPIST-1 má poloměr jen desetiny Slunce a hmotnost ještě menší (0,08 Slunce). Hvězda vyzařuje pouhých 0,05 % toho, co Slunce.  Její teplota je 2500 Kelvinů. TRAPPIST-1 najdeme ve vzdálenosti 40 světelných let v souhvězdí Vodnáře.

Srovnání TRAPPIS-1 a Slunce. Credit: ESO
Srovnání TRAPPIS-1 a Slunce. Credit: ESO

Tři planety?

Okolo hvězdy obíhají tři planety. Astronomové k jejich objevu využili dalekohled TRAPPIST, což je zkratka TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope, ale také je to mimochodem belgické pivo. Dalekohled o průměru 60 cm provozují v Chile instituce ze Švýcarska a právě Belgie.

Celkem bylo napozorováno 245 hodin v průběhu 62 nocí od 17. září do 28. prosince 2015, takže se jedná o relativně nový objev. Metodou byla tranzitní fotometrie – tedy stejný způsob, jakým hledá exoplanet třeba Kepler.

Okolo hvězdy obíhají tři planety:

TRAPPIST-1b

Planeta o poloměru 1,1 Země oběhne okolo hvězdy za pouhých 1,5 dne. Pohybuje tak rychle, že tranzit před hvězdou trvá jen něco přes půl hodiny. Astronomové samozřejmě věděli, že hledají planety u velmi malé a chladné hvězdy… planety s krátkou oběžnou dobou, takže jasnost měřili každých asi 70 sekund.

Přestože je planeta 100x blíže ke své hvězdě, než Země od Slunce, teplota na jejím povrchu by mohla být v ideálním případě pod 300 K (tedy kolem 30°C). Pozorní čtenáři už vědí, že odhad teploty je dost ošemetný. Závisí nejen na přesných parametrech hvězdy, ale také na složení planety – přesněji albedu (množství záření, které planeta odráží) a na její atmosféře. Kdyby planeta neodrážela žádné záření, byla by teplota na povrchu 400 K.

TRAPPIST-1c

Planeta má poloměr přibližně srovnatelný se Zemí a okolo své hvězdy oběhne za 2,4 dne. Teplota na povrchu by v ideálním případě mohla být kolem 240 Kelvinů, tedy pod bodem mrazu, ale samozřejmě bez vlivu případné atmosféry.

Je dobré zdůraznit, že obě výše popsané planety budou mít patrně vázanou rotaci, což samozřejmě vrhá stín pochybností na případnou obyvatelnost. Planety jsou ke své hvězdě nakloněné stále stejnou stranou.

TRAPPIST-1d

Planeta by měla být trochu větší než Země. Oběžná doba není úplně známá…vlastně vůbec. Astronomové nemají k dispozici kompletní data, takže existuje 11 možných period této exoplanety od 4,5 po 73 dní. Samozřejmě je zde možnost, že se ve skutečnosti jedná o dvě planety, ale tento scénář je spíše méně pravděpodobný.

V závislosti od skutečné oběžné doby se pak bude odvíjet rovnovážná teplota na povrchu, která se může pohybovat od 70 do 200 Kelvinů.

Spektra, prosíme o spektra…

TRAPPIST-1 může být s ohledem na svou velikost velmi dobrým kandidátem pro transmisní spektroskopii. Hubblův dalekohled by mohl planety pozorovat během jejich tranzitu a pořídit spektra hvězdy. Ve chvíli, kdy planeta před hvězdou tranzituje, zanechá její atmosféra ve spektru hvězdy „otisk“.

Zavolejte Keplera

Podrobnosti o oběžné době planety „d“ a další zpřesnění parametrů systému může přijít velmi brzy. Od prosince letošního roku totiž bude hvězda TRAPPIST v zorném poli dalekohledu Kepler v rámci 12. kampaně. Maximální odhad oběžné doby je ale na hraně délky pozorování daného zorného pole… uvidíme.

Zdroj: Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star, ESO