51 Peg b. Credit: ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger, CC BY 4.0
51 Peg b. Credit: ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger, CC BY 4.0

Před pár dny byla Nobelova cena za fyziku udělena mimo jiné za objev první exoplanety u hvězdy hlavní posloupnosti – 51 Peg b. Historie objevů prvních planet mimo Sluneční soustavu je ale trochu složitější. Nemyslíme tím jen to, že první exoplanety byly objeveny u pulsaru. Komplikací je více. Jednou z nich byla HD 114762 b.

Jedná se patrně o prvního kandidáta na exoplanetu, který byl objeven u hvězdy měřením radiálních rychlostí. Stalo se tak v roce 1989, tedy šest let před 51 Peg b. Hmotnost planety ale byla problematická – 11 Jupiterů, což není tak daleko od hranice hnědých trpaslíků. Objekt se okolo hvězdy pohybuje s periodou 84 dní.

Při měření radiálních rychlostí neznáme hmotnost přesně, ale jen její dolní limit. Přesná hmotnost závisí na sklonu dráhy planety vůči nám (respektive na sinu tohoto úhlu). Pokud by rovina dráhy planety směřovala přesně k nám, byl by tento úhel 90 stupňů (počítá se od pólu planety). Říká se tomu inklinace.

Sklon je klíčem, ale který?

Vědci už na přelomu 80. a 90. let věděli, že mateřská hvězda HD 114762 je na kovy chudý podobr spektrální třídy F. V případě hvězdy podobných vlastností a odhadovaného stáří očekáváme, že se bude otáčet rychlostí asi 8 km/s. Vědci ale změřili, že u HD 114762 je to něco mezi 0 a 1,5 km/s. Co to znamená? Na hvězdu se díváme tak, že pozorujeme téměř její pól. Díky tomu měla být inklinace jen pár stupňů a hmotnost domnělé planety někde nad 20 Jupitery. Není to tedy planeta ale něco hmotnějšího. Později se objevily teorie, že hvězda je poměrně stará a staré hvězdné dámy se otáčejí pomaleji. To by znamenalo větší inklinaci a menší hmotnost objektu.

Zní to krásně a elegantně. Žel je to úplně špatně! Je možné, že se na hvězdu díváme tak, že pozorujeme téměř její pól, ale to neznamená, že rovina oběžné dráhy planety je k nám kolmá. Tento předpoklad je založený na tom, že planety obíhají v rovině rovníku mateřské hvězdy (plus mínus). Platí to ve Sluneční soustavě a říká to i selský rozum – vždyť celá soustava vznikla z velmi plochého disku. Dnes ale není rok 1989, známe tisíce planet a u některých i jejich sklon. Planety běžně obíhají okolo své hvězdy pod velmi, velmi velkým sklonem vůči rovníku. Dost často je to způsobenou Kozaiovým mechanismem, což znamená vlivem další planety či další hvězdy. A hádejte… ano HD 114762 má průvodce ve vzdálenosti 130 AU.

V nové studii na to šli vědci jinak. Využili data z astrometrické družice Gaia, která měří pozice hvězd a jejich vlastní pohyb, a z nich pomoci metody zvané GASTON odhadli inklinaci planety. Různé sklony dráhy porovnávali s nadměrným astrometrickým šumem.

Podle studie je inklinace okolo 5 stupňů a hmotnost HD 114762 b tak vychází na 140 Jupiterů. Je to odhad, ale objekt by neměl mít hmotnost menší než 67 Jupiterů. Dokonce i když se zahrne vliv druhé hvězdy, která ovlivňuje pohyb mateřské hvězdy po obloze, vychází hmotnost objektu na 107 Jupiterů, což je daleko za hranicí mezi planetami a hnědými trpaslíky.

Můžeme tedy prakticky s jistotou říct, že HD 114762 b není první objevenou exoplanetou. Patrně se jedná o hnědého trpaslíka či dokonce červeného trpaslíka. To budou muset astronomové ještě dořešit.

Zdroj: Determining the mass of the planetary candidate HD 114762 b using Gaia