Zklamání i naděje u beta Pictoris. Najdeme první exoměsíc?

Beta Pictoris b v představách malíře. Credit: ESO L. Calçada/N. Risinger (skysurvey.org)
Beta Pictoris b v představách malíře. Credit: ESO L. Calçada/N. Risinger (skysurvey.org)
www.novedalekohledy.cz

Astronomové se příští rok pokusí o objev potenciálního měsíce u hvězdy beta Pictoris. Podaří se to?

Kdybyste se někdy toulali na jižní polokouli, určitě se podívejte na souhvězdí Malíře. Druhá nejjasnější hvězda tohoto souhvězdí je jednou z nejslavnějších planetárních matek.

Beta Pictoris se nachází asi 63 světelných let od nás, je 1,8x větší a hmotnější než Slunce – jedná se o hvězdu spektrální třídy A, které jsme probírali v nedávném článku. Hvězda je stará zhruba 20 milionů let.

Dalekohled VLT u hvězdy v roce 2003 objevil planetu přímým zobrazením – vidíme ji tedy po odstínění světla hvězdy přímo a ne jen jako body v grafu.

Historie beta Pictoris se ale začala psát už v 80. letech, kdy byl u této hvězdy objeven disk. Jak se později ukázalo, disků je u hvězdy více.

Šance na ulovení měsíce?

Exoplaneta beta Pictoris b má hmotnost asi 7 Jupiterů, oběžnou dobu zhruba 22 let a obíhá ve vzdálenosti 9,7 AU.

Vzhledem k tomu, že planetu pozorujeme už 13 let, můžeme vidět její skutečný pohyb okolo hvězdy:

Astronomové mají už nějaký ten pátek novou hračku, která je součástí výzbroje dalekohledu Gemini. Přístroj GPI (Gemini Planet Imager) je určen právě k přímému pozorování a objevování exoplanet.

V nové studii astronomové pomoci GPI upřesnili parametry oběžné dráhy planety (viz citované údaje výše). Tím asi nejzajímavějším není oběžná doba nebo velká poloosa ale sklon dráhy planety vůči nám. Na první pohled nezajímavý údaj vzbuzuje smíšené pocity – je 88,8 stupně. To je k vzteku. Kdyby to bylo 90 stupňů (počínebo velmi blízko okolo této hodnoty, existovala by šance, že planeta tranzituje! To by byla fantastická zpráva. Měli bychom zde exoplanetu, kterou vidíme přímo a navíc přechází před svou hvězdou, vykonává tranzity. Mohli bychom zjistit její velikost. Bohužel nic z toho nebude.

Ale! Kde vám vesmír zavře jedno okno, pootevře jiné. Zkusme trochu odbočit. Hvězdy i planety ovlivňují gravitací své okolí. Pokud byste se pohybovali směrem od Země, bude gravitační vliv naší planety postupně slábnout, až se dostanete do oblasti, kde už bude hrát důležitější roli gravitační vliv Slunce.

Okolo Země a jakékoliv jiné planety tedy existuje jakási oblast (sféra), ve které jsou gravitační vlivy planety větší než gravitační vlivy hvězdy. Této oblasti se říká Hillova sféra. V případě Země sahá do vzdálenosti asi 1,5 milionů km.

Paradoxní je, že třeba u Pluta je mnohem větší. Její velikost totiž závisí na třech věcech: hmotnosti planety, hmotnosti hvězdy a vzdálenosti mezi nimi (teoreticky ještě na výstřednosti, ale předpokládejme, že je dráha planety téměř kruhová). Pluto je sice prcek, ale nachází se dosti daleko od Slunce.

Přibližný poloměr Hillovy sféry můžete vypočítat podle vzorce

hskde m je hmotnost planety, M hmotnost hvězdy, a je velká poloosa dráhy.

Jak je na tom beta Pictoris b? Poměrně dobře. Má hmotnost 7 Jupiterů a je dál od hvězdy, takže Hillova sféra sahá do vzdálenosti 160 milionů kilometrů.

K tranzitům planety sice nedochází ale k tranzitům velké části Hillovy sféry ano. K čemu je to dobré? Hillova sféra je v podstatě oblast, ve které se mohou pohybovat měsíce planety. V případě bety Pictoris b bychom tak mohli ulovit tranzit jejího měsíce! Bude to ale hodně těžké. Nevíme, zda planeta nějaké větší měsíce má, hvězda je větší než Slunce a především je pozorovací okno dosti dlouhé. Hillova sféra bude tranzitovat přes betu Pictoris v době od dubna 2017 do konce ledna 2018 s určitým středem v srpnu. Po první část tohoto období se navíc beta Pictoris bude nacházet na obloze blízko Slunce.

Nebude to snadné, ale na druhou nejjasnější hvězdu v souhvězdí Malíře bude přesto příští rok upřena pozornost.

Poznámka: existuje několik možností, jak objevit exoměsíce. Jednou z metod je pozorování odchylek v tranzitech exoplanet (k nimž vlivem gravitace měsíce nedochází pravidelně a také se mění délka tranzitu). Zatím se žádný exoměsíc takto najít nepodařilo.

Zdroj: The Orbit and Transit Prospects for β Pictoris b constrained with One Milliarcsecond Astrometry