První odhady: Říše ledu je říší neptunů

Neptun, Zdroj: Wikipedia
Neptun, Zdroj: Wikipedia

Dávno před objevy prvních exoplanet astronomové předpokládali a později také věděli, že rovněž okolo jiných hvězd obíhají planety. Jak jsou ale časté a které jsou typické a které vzácné?

Jedním z cílů výzkumu exoplanet je zjistit, jaké typy planet jsou běžné a které naopak vzácné. Dvě nejběžnější metody jsou bohužel „citlivé“ spíše na planety s krátkou oběžnou dobou – v lepším případě zhruba do vzdálenosti oběžné dráhy Země. Ale pro celkové pochopení vzniku a vývoje exoplanet se potřebujeme podívat také do vzdálenějších končin. Jaké planety se nacházejí tam, kde ve Sluneční soustavě obíhá Jupiter nebo Neptun?


Napovědět nám mohou gravitační mikročočky. Metoda vychází z teorie relativity. Máme vzdálenou hvězdu. Mezi tuto hvězdu a nás se připlete jiná hvězda, jejíž gravitace zesílí světlo vzdálené kolegyně. Zjasnění má samozřejmě určitý průběh, který si můžeme vynést do grafu. Pokud okolo čočkující (tedy bližší) hvězdy obíhá planeta, pak také ona svou gravitací zesílí světlo vzdálené hvězdy a projeví se to jako krátkodobé zjasnění.

Existují fakticky jen dva projekty, které se zaměřují na mikročočky – polský OGLE v Chile a novozélandsko-japonský MOA. Astronomové zatím objevili pomoci mikročoček na pět desítek planet.

Daisuke Suzuki a jeho kolegové vzali data z MOA z let 2007 až 2012 a zkusili se podívat na planety na vzdálenějších drahách.

Celkem měli k dispozici 1474 mikročočkových událostí ale jen 23 exoplanet. Není to úplně největší vzorek, ale pro začátek alespoň něco.

Podle studie má typická hvězda hmotnost 60 % Slunce a typická planeta ve vzdálenějších oblastech má hmotnosti asi 20 Zemí (plus mínus). Pro srovnání uveďme, že Neptun má hmotnost 17 Zemí.

Astronomy zajímá především oblast za tzv. sněžnou čárou. To je oblast v protoplanetárním disku, kde je už dostatečně chladno (daleko od hvězdy), aby se voda (případně těkavé látky obecně) nacházely v pevném skupenství. Pro Sluneční soustavu se snažná čára vody nacházela ve vzdálenosti asi 2,4 AU. Tohle ledové království tak bude podle nové studie nejspíše současně královstvím planet podobných Neptunu.

Ale uvidíme, co přinesou další data. Gravitační mikročočky mají lovit v příštím desetiletí družice WFIRST a Euclid.

Na gravitační mikročočky se i přes tehdejší technické problémy podíval od dubna do června také kosmický dalekohled Kepler. Celkem zaznamenal přes 600 mikročočkových událostí. Výsledků se snad dočkáme v únoru, kdy je v plánu konference na toto téma.

Kepler hledal také bludné planety, a protože se nachází dál od Země, byla možnost změřit mikročočkovou paralaxu – světelná křivka mikročočkové události, jak ji viděl Kepler, je odlišná od té, kterou pozorovaly dalekohledy na Zemi. Astronomům to pomůže zjistit více informací.

Zdroj: The Exoplanet Mass-Ratio Function from the MOA-II Survey: Discovery of a Break and Likely Peak at a Neptune Mass