Data z družice Gaia pomohla revidovat velikosti tisíců exoplanet

Tranzit exoplanety. Credits: NASA Ames and Dana Berry
Tranzit exoplanety. Credits: NASA Ames and Dana Berry

ESA před pár dny uveřejnila data z družice Gaia za 22 měsíců pozorování (od 25. července 2014 do 23. května 2016). Data mají vliv také na výzkum exoplanet. Vyšlo už několik studií, které revidují velikosti planet objevených Keplerem.

Hlavním benefitem tranzitní metody je možnost zjištění velikosti planety. Čím je planeta větší, tím více poklesne jasnost hvězdy během jejího tranzitu. Celá rovnice ale samozřejmě závisí také na velikosti samotné hvězdy.


Velikost hvězd, které Kepler pozoroval, se odhadovala primárně ze samotného měření jasnosti a měla přesnost asi 40 %. Vloni vyšla studie, ve které astronomové v rámci projektu California-Kepler Survey provedli spektrální pozorování 1305 hvězd, u kterých Kepler objevil exoplanety, a zpřesnili jejich velikost na 11 %.

Nyní mohli využít měření z družice Gaia a stanovit velikosti hvězd s přesností na 2 %, což samozřejmě následně zpřesnilo i velikosti planet na asi 5 %. Celkem se zpřesnění v rámci této studie týká asi tisícovky exoplanet.

Mezera v rozložení exoplanet

Vloni byla v rámci studie prezentována existence mezery, která odděluje dva světy exoplanet s krátkou oběžnou dobou (pod 100 dní). Vypadá to, že okolo hvězd obíhají planety s poloměrem okolo 1,3 Země a okolo 2,4 Země. V intervalu 1,5 a 2,0 Země je planet výrazně méně.

Podobné zjištění nebylo zase tak překvapivé. Mechanismů vzniku této mezery může být více. Jedním z nich je fotoevaporace, kdy dochází vlivem ultrafialového a rentgenového záření blízké hvězdy k ohřevu vnějších vrstev atmosféry a postupné ztrátě atmosféry. Pokud si planeta nedokáže atmosféru udržet, přichází o ní a tím klesá její velikost.

Revize poloměrů existenci mezery potvrdila, ale současně ukázala, že mezera není úplně plochá. Zatímco planety o poloměru 1,3 Země (a oběžnou dobou do 100 dní) se vyskytují okolo 8 % hvězd, planety o velikosti cca 2,4 Země u 10 % hvězd, tak v případě zmíněné mezery je to okolo 4 %.

Dalšími faktory, které ovlivňují distribuci, je vzdálenost planety od hvězdy a hmotnost hvězdy, což bude souviset s ozařováním atmosféry rentgenovým a ultrafialovým zářením. U menších hvězd se distribuce posouvá směrem k menším planetám.

Přes 2 tisíce upravených poloměrů exoplanet

V další studii se vědci podívali dokonce hned 180 tisíc hvězd a upřesnili poloměry 2 218 exoplanet a 1958 kandidátů.

Jak se jim to vlastně povedlo? K upřesnění velikosti hvězd potřebujeme spektrální modely, ale také vědět, kolik záření hvězda vyzařuje… chtělo by se říct, kolik doopravdy vyzařuje, protože čím je od nás dál, tím je na pozemské obloze méně jasná. Gaia nám dala údaje o vzdálenosti stovek milionů hvězd.

Díky novým údajům se podařilo velikost hvězdy zlepšit 4krát až 5krát. U mnoha hvězd se velikost příliš nezměnila, ale některé hvězdy jsou větší, než jsme si mysleli.

Asi 65% hvězd, které Kepler pozoroval, jsou hvězdy hlavní posloupnosti, 23% jsou podobři a 12% jsou obři.

Zdroje: