Na kosmický dalekohled Kepler navázala družice TESS. Přesné a dlouhodobé měření jasnosti desítek tisíc hvězd přináší nejen objevy velkého množství exoplanet, ale občas se postará také o objevy, které nelze jednoduše vysvětlit. Tím samozřejmě nechceme nenaznačit, že za některými jevy jsou mimozemšťané. Najít důkazy vyspělých civilizací se sice snažíme už několik desetiletí, ale je potřeba připomínat, že mimozemšťané jsou vždy až ta poslední možnost.

Další z řady záhadných hvězd je HD 139139. Kosmický dalekohled Kepler ji pozoroval v rámci 15. kampaně od konce srpna do konce listopadu 2017.

V průběhu 87 dní pozorování bylo zaznamenáno 28 událostí, které vypadají jako tranzit planety. Jenomže tranzity planet to asi nebudou.

Mateřská hvězda je o něco větší a zářivější než Slunce. Najdeme ji 350 světelných let v souhvězdí Štíra. Rotace hvězdy naznačuje, že je asi 1,5 miliardy let stará.

Komplikace: hvězdy jsou dvě

Ve vzdálenosti asi 3,3 obloukových vteřin se nachází ještě jedna menší a chladnější hvězda, o které toho moc nevíme. Astronomové nemají dostatek dat, aby s jistotou řekli, zda jsou obě hvězdy gravitačně svázané. Vypadá to však, že ano. Problém je, že s jistotou nelze říct ani to, zda poklesy jasnosti způsobují případná tělesa obíhající okolo větší či menší hvězdy.

Pokud by za poklesy jasnosti byly skutečně planety, musely by mít v případě větší z hvězd velikost asi 2 Zemí. Pokud obíhají okolo menší hvězdy, pak by jejich velikost byla srovnatelná s Jupiterem.

Poklesy jasnosti jako tranzit planet ovšem nevypadají. Není v nich zřejmě žádná periodicita. Pokud už přece jen je, tak maximálně u 4 z 28. Poklesy jasnosti trvají od 45 minut po 7,4 hodin.

Autoři studie se snažili vymyslet co nejvíce možných vysvětlení. Testovali například možnost, že za poklesy je multiplanetární systém. Podívali se také na možnost, že jde o těsný binární systém s planetou.

Jako logické vysvětlení se jeví tranzit asteroidů. Hloubky tranzitů sice ukazují, že by pokles měl způsobit objekt o velikosti nejméně dvou Zemí, ale pokud se z menšího asteroidu uvolňuje velké množství prachu, může způsobit podobný tranzit. Za poklesy by však muselo být více asteroidů a všechny by musely uvolňovat podobné množství prachu, protože většina z poklesů má podobnou hloubku.

Vědci dokonce testovali možnost, že na povrchu hvězdy jsou obří hvězdné skvrny. Žádné z vysvětlení však nevypadá jako reálné.

Podle autorů bude potřeba dalších spektrálních měření obou hvězd. Pokud by k poklesům docházelo u menší z hvězd, bylo by možné je pozorovat ze Země. TESS bohužel nebude hvězdu v rámci primární mise pozorovat.

Zdroj: The Random Transiter — EPIC 249706694/HD 139139

Jak vznikají planety? Teorie velí, že akrecí v disku z prachu a plynu, ale už hezkých pár let tušíme, že to nemusí být jediný způsob. Planety u pulsarů mohly vzniknout až po výbuchu supernovy. Některé obří planety možná vznikly podobně jako hvězdy zhroucením plynného mračna.

V nové studii vědci přišli s ještě jedním způsobem vzniku a aby tato tělesa odlišili od klasických planet, dali jim anglický název ploonets. Je to kombinace slov planet a moon. Můžete popřemýšlet o českém ekvivalentu…

Něco mezi exoplanetou a exoměsícem

V dnešní době známe obří exoplanety, které obíhají velmi blízko svých hvězd s periodou v řádu desítek hodin nebo několika málo dnů. Horcí jupiteři nevznikli tam, kde je nacházíme, ale mnohem dál od svých hvězd. Poté z různých důvodů (interakce vznikající planety s diskem apod.) migrovaly směrem k hvězdě.

Všechny obří planety ve Sluneční soustavě mají měsíce. Můžeme očekávat, že u obřích exoplanet tomu nebude jinak. Co se stane s těmito měsíci, když se jejich planeta přiblíží k ohnivé náručí hvězdy?

Existuje několik možností a žádná není pro měsíc příliš optimistická. Měsíc může narazit do planety, do hvězdy, nebo být vyhozen ven z planetárního systému. Určitá část měsíců  může být vyhozena z gravitační sféry planety a začít obíhat přímo okolo hvězdy jako planeta. A právě to jsou ploonets.

Podobná tělesa to nebudou mít snadné. Můžeme očekávat, že půjde o menší světy, bohaté na těkavé látky, které už nebudou chráněny magnetickým polem svých planet. Velké dávky záření blízké hvězdy udělají své. Ploonets se začnou odpařovat. Může docházet k sublimaci povrchu i odpařování atmosféry.

Mohli bychom ploonets najít? Ano. Je to možné v datech z Keplera nebo TESS. Odpařující se atmosféra se projeví v tvaru světelné křivky. Zejména ke konci života by se plynná obálka těchto těles mohla extrémně zvětšit, což by usnadnilo nalezení podobného objektu.

Ploonet se navíc bude pohybovat po podobné dráze jako jeho bývalá mateřská planeta, kterou může gravitačně ovlivňovat, což se pak projeví v nepravidelnostech v časech tranzitů planety.

Autoři se dokonce domnívají, že některé z podivných světelných křivek (typu Tabyina hvězda), kterých bylo v poslední době objeveno opravdu hodně, mohou mít právě původ v ploonets.

Zdroj: Ploonets: formation, evolution, and detectability of tidally detached exomoons

Před čtyřmi lety byla podnikatelem Jurijem Milnerem založena Breakthrough Initiatives, která si klade za cíl během deseti let prozkoumat stovky blízkých hvězd a pokusit se nalézt signály mimozemských civilizací.

Vědci nyní zveřejnili výsledky průzkumu 1327 blízkých hvězd. Od ledna 2016 do března 2019 je poslouchali na frekvencích od 1,1 do 3,45 GHz. Využili k tomu volný čas na 64 m radioteleskopu Parkes v Austrálii (189 hvězd) a stometrovém radioteleskopu Green Bank ve Virginii v USA (1138 hvězd).

Následně vědci z dat odstranili pozemské rušivé zdroje a … a zatím nic. Samozřejmě existuje možnost, že jim něco uniklo. Data jsou k dispozici veřejně. Celkem jich je 219 TB.

Zdroj: The Breakthrough Listen Search for Intelligent Life: Observations of 1327 Nearby Stars over 1.10-3.45 GHz

Hvězda 55 Cnc se nachází přes 40 světelných let směrem v souhvězdí Raka. Ve skutečnosti se jedná o binární systém. Jasnější z hvězd je na hranici viditelnosti pouhým okem.

V letech 1996 až 2007 se u 55 Cnc A podařilo objevit pět planet. Dlouho se jednalo o nejpočetnější exoplanetární soustavu. Dnes už to díky nejrůznějším objevům tranzitní fotometrie neplatí, ale i tak se jedná o zajímavý systém. Jeho atraktivita navíc vzrostla poté, co se zjistilo, že nejbližší exoplaneta tranzituje.

Planety mají hmotnost od super-země po jupiter. Zajímavé jsou jejich velké poloosy (v AU):

• 0,015
• 0,11
• 0,23
• 0,77
• 5,4

Z toho je patrné, že 55 Cnc není kompaktní systém jako třeba TRAPPIST-1. Existuje v něm mezera od zhruba 0,8 po 5,4 AU. Pokud bychom to přenesli do Sluneční soustavy, tak by mezera začínala někde v oblasti Venuše a končila u Jupiteru. To je dost místa na případné další planety a to i takové, které mohou být obyvatelné.

Problém je, že jen o místo nejde. Planetární systém musí být dlouhodobě stabilní. Problematickým prvkem může být planeta 55 Cnc f, což je ta na vnitřní straně mezery. Měřením radiálních rychlostí se poměrně špatně odhaduje výstřednost planety. U 55 Cnc f může být od 0,08, což je téměř kruhová dráha, až po 0,32. Vyšší hodnota je poměrně kontroverzní a zřejmě nereálná.

Nové simulace ukazují, že pokud je výstřednost planety malá, mohla by ve vzdálenosti 1 až 2 AU obíhat další dosud neobjevená planeta o hmotnosti Země, na jejímž povrchu by mohly být podmínky vhodné k životu.

Obsahuje také 55 Cnc svou modrou planetu? Uvidíme, ale je to určitě zajímavý cíl pro budoucí vyhledávací projekty.

Zdroj: Can planets exist in the habitable zone of 55 Cancri?

Známe už více než 4 tisíce exoplanet. Velká část z nich obíhá okolo červených trpaslíků, což je způsobeno tím, že jde o nejpočetnější typ hvězdy v Galaxii a také tím, že se u nich hledají planety nejlépe.

Odhad míry výskytu planet u červených trpaslíků je logicky základním kamenem odhadu celkového počtu exoplanet v Galaxii.

Mikko Tuomi a jeho kolegové vzali data z různých spektrografů (HIRES, HARPS, UVES atd.) a snažili se odhadnout míru výskytu planet u červených trpaslíků.

V rámci své práce si vzali na paškál 426 blízkých červených trpaslíků, u kterých identifikovali 118 planet.

Podle jejich závěrů okolo červeného trpaslíka obíhá v průměru nejméně 2,39 planet. Když vezmeme v úvahu nejistotu odhadu, pak je to něco mezi 1 až 7 planetami.

Podle konzervativního odhadu je v naší Galaxii na 200 miliard červených trpaslíků. Počet exoplanet jen u nich by se tak mohl pohybovat okolo půl bilionů.

Nová studie nepřináší žádné nečekané číslo. Podle dat z Keplera vycházelo stejné číslo na zhruba 3 planety na jednoho červeného trpaslíka.

Okolo červených trpaslíků se vyskytují zejména menší planety – jedná se o super-země a mini-neptuny s dobou oběhu od několika dní po větší desítky dní a také planety podobné Neptunu či o něco větší s dobou oběhu v řádu stovek dní. A co planety podobné Zemi? Ty jsou okolo červených trpaslíků také velmi časté. Problém je, že se měřením radiálních rychlostí detekují hůře. Zejména v případě, že obíhají s periodou delší než zhruba 30 dní.

Právě omezená schopnost detekovat planety o hmotnosti Země trochu ovlivňuje přesnost odhadů.

Zdroj: Frequency of planets orbiting M dwarfs in the Solar neighbourhood

V Chile začalo hledání exoplanet v nejbližším hvězdném systému Alfa Centauri. V rámci upgrade přístroje VISIR byl na jeden ze čtyř dalekohledů VLT instalován koronograf NEAR (Near Earths in the Alpha Cen Region), který se zaměří na hvězdy Alfa Centauri A a Alfa Centauri B.

Přístroj dokáže odstínit světlo hvězdy, takže bychom mohli případné planety pozorovat přímo. Jedná se samozřejmě o ambiciozní pokus. Planety jsou nemilosrdně přezářeny světlem své hvězdy. Podstatně lepší je situace v infračervené části spektra. NEAR proto pracuje spíše s tímto zářením a pokouší se najít tepelné záření, které případné planety vyzařují.

Systém Alfa Centauri tvoří tři hvězdy. U Alfy Centauri C (Proximy Centauri) už byla jedna planeta objevena. ESO sice uvádí, že u dvou větších hvězd, které obíhají okolo společného těžiště, zatím planeta objevena nebyla, ale není to úplně přesné. V roce 2012 byl oznámen objev Alfy Centauri B b. O rok později došlo ke zpochybnění její existence. Planeta byla objevena měřením radiálních rychlostí a pozorování NEAR její existenci nepotvrdí, ale ani nevyvrátí. Pokud planeta obíhá, tak s periodou jen 3 dnů, což je úhlově tak blízko, že ji nelze pozorovat přímo.

V souvislosti s kampaní NEAR se sice mluví o lovu obyvatelných planet, ale není to tak úplně pravda. NEAR dokáže najít planetu o poloměru 2 Země, což by byl spíše mini-neptun. Teoreticky sice dokáže najít planetu i výrazně menší, ale taková planeta by musela být už trochu více horká.

Pozorovací kampaň by měla v nejbližších hodinách po dvou týdnech končit. Vědci se pak ponoří do dat, kterých bude opravdu hodně. Očekávalo se, že NEAR vygeneruje každou noc 180 GB dat.

Zdroj: ESO

Astronomové objevili další velmi podivnou hvězdu. ASASSN-V J213939.3-702817.4 se nachází asi 3,5 tisíce světelných let od nás. Její jasnost 1. června spadla o 1,3 mag, což je neuvěřitelné číslo. V přepočtu to znamená, že jasnost hvězdy klesla o 70 %. Pokud jsou měření správná a za poklesem je něco, co přecházelo před hvězdou, pak to muselo mít velikost nejméně 3/4 průměru hvězdy. Připomeňme, že slavná Tabbyina hvězda klesla v maximu o 20 %.

Novou podivnou hvězdu objevil projekt ASAS-SN (All Sky Automated Survey for SuperNovae), který disponuje 24 menšími dalekohledy v Jižní Africe, Chile, Texasu, na Havaji a v Číně. Projekt se zaměřuje na hledání supernov. Jen vloni jich našel na 300.

Hvězda byla projektem pozorována od května 2014, což je asi 1800 dní. Během této doby k žádné další změně jasnosti nedošlo.

O příčinách takto velkého poklesu jasnosti zatím nemá smysl spekulovat. Astronomové vydali telegram a hvězdu budou i nadále monitorovat. Její jasnost se mezitím vrátila do normálu.

Přístroj SPHERE na VLT vloni objevil exoplanetu u hvězdy PDS 70, která se nachází ve vzdálenosti 370 světelných let, je o něco menší a méně hmotná než Slunce a je velmi mladá. Stáří hvězdy se odhaduje na 6 milionů let.

Přístroj MUSE, který se také nachází na VLT, pozoroval na dvou místech v disku velmi silné emise vodíku. Za první emisí stojí dříve známá planeta, za tu druhou její vzdálenější kolegyně.

Okolo hvězdy se nachází v disku z prachu a plynu obří mezera, která sahá zhruba od 20 do 40 AU. První známá planeta o hmotnosti 4 až 17 Jupiterů se nachází nedaleko vnitřního okraje mezery. Nově objevená planeta je méně hmotná a pohybuje se poblíž vnějšího okraje.

Oběžné doby planet sice jen odhadujeme, ale podle astronomů mohou být v rezonanci 2:1. Znamená to, že jakmile vnější planeta oběhne okolo hvězdy jednou, ta vnitřní to stihne přesně dvakrát.

Zdroj: hubblesite.org, Two accreting protoplanets around the young star PDS 70

Projekt NGTS ulovil 920 světelných let od nás velmi zajímavý kousek. Exoplaneta NGTS-4b má velikost 3krát větší a hmotnost 20krát větší než Země. Lepší je srovnání s Neptunem. Planeta je zhruba o 20 % menší.

Srovnání s Neptunem je velmi důležité. Exoplaneta totiž obíhá okolo své hvězdy s periodou 1,3 dní. Jedná se o oblast, ve které planety o velikosti Neptunu nenacházíme. Pohybují se tam buď obří světy zvané horcí jupiteři nebo malé a velmi horké planety. Důvod? Očekává se, že planeta o velikosti a hmotnosti Neptunu nedokáže odolávat extrémnímu záření blízké hvězdy a postupně přijde o svou atmosféru, kterou si kvůli nižší gravitaci neudrží.

NGTS-4b tady ale je a má se v rámci možností čile k světu. Její atmosféra bude rozžhavená na 1000 °C. Jak je možné, že přežila? Odhadovaná hustota planety naznačuje, že může jít o kamenné jádro s atmosférou z těkavých látek. Hmotnost jádra může být velká, takže dokáže atmosféru udržet, ačkoliv i tak bude docházet k významným atmosférickým ztrátám. Další možností je, že planeta migrovala do blízkosti hvězdy později, takže se vyhnula období, kdy hvězda vyzařovala nejvíce rentgenová záření.

NGTS-4b je tranzitující exoplanetou, která velmi pěkně ukazuje schopnosti nového lovce exoplanet NGTS. Hloubka tranzitu je pouze 0,13 %, což je nejméně ze všech tranzitujících planet objevených ze Země.

Hloubka tranzitu samozřejmě závisí na velikosti planety, která v tomto případě není zase tak malá, ale také na velikosti hvězdy a NGTS-4 má poloměr 0,84 Slunce.

NGTS (Next-Generation Transit Survey, Nová generace přehlídky tranzitů) tvoří dvanáct dalekohledů o průměru 20 cm, které postavila rakouská firma Astro Systeme Austria. CCD kamery jsou pak z dílny Andor Technology. Soustava se nachází na observatoři Cerro Paranal v Chile.

Zdroj: NGTS-4b: A sub-Neptune transiting in the desert

Je to už více než půl roku, co skončilo pozorování kosmického dalekohledu Kepler, ale je jasné, že z jeho dat budou věci žít ještě roky.

V nové studii potvrdili René Heller, Michael Hippke a Kai Rodenbeck objev 17 nových planet v datech z mise K2. Využili k tomu svůj algoritmus.

Všechny planety jsou zemského typu nebo super-země o poloměru od 0,7 po 2,2 Země a s oběžnou dobou od 0,7 po 34 dnů.

Čtrnáct ze sedmnácti planet obíhá okolo hvězdy, u které byla dříve objevena jen jedna planeta. Díky nové studii se nám tak rozrostl také počet multiplanetárních systémů.

Nejmenší z nových planet je EPIC 201497682.03. Obíhá okolo oranžového trpaslíka s periodou jen 2 dnů a její poloměr je 0,69 Země, což z ní činí druhou nejmenší planetu, kterou Kepler objevil v rámci mise K2.

V tiskové zprávě se sice uvádí, že se jedna z nových planet (EPIC 201238110.02) nachází v obyvatelné oblasti, ale už se příliš nedodává, že její velikost je 1,8 Země, takže půjde spíše o mini-neptuna.

Zdroj: II. Discovery and validation of 17 new sub- to super-Earth-sized planets
in multi-planet systems from K2

V roce 2013 představili astronomové objev velmi zajímavého planetárního systému Kepler-62. Okolo hvězdy obíhá pět planet s oběžnými dobami od necelých 6 po 267 dní.

Dvě planety (e a f) vymetají okraje obyvatelné zóny. V případě planety Kepler-62e zřejmě o podmínkách k životu příliš mluvit nelze. Planeta dostává více záření od své hvězdy než Země od Slunce a její velikost 1,6 Země je přesně na hranici mezi terestrickými planetami a mini-neptuny.

Kepler-62f je na tom lépe. Oslunění je sice jen 0,4 (tedy 40 % záření, které dostává Země od Slunce), ale při slušné koncentraci oxidu uhličitého by na povrchu mohla být alespoň někde voda v kapalném skupenství. Planeta má poloměr 1,4 Země.

Falešný poplach? 

V době objevu byl Kepler-62f tak trochu darem z nebes. Jeho oběžná doba je poměrně dlouhá – 267 dní. Je to více, než mají potenciálně obyvatelné planety u červených trpaslíků, takže to byla příjemná změna.

Bohužel to má své stinné stránky. Kepler během své mise pozoroval jen 4 tranzity. Jen… je to docela dostačující počet, ale více tranzitů by samozřejmě prospělo.

V roce 2017 vyšel katalog kandidátů od Keplera a v něm byla Kepler-62f označena jako falešný poplach. V překladu to znamená, že planeta neexistuje. Opravdu?

Astronomové se stávají oběťmi vlastních objevů. Dat z Keplera a dnes TESS je tolik, že se jednotliví kandidáti nedají ověřovat po jednom. Využívají se hromadné statistické validace. Je to silný, ale ne bezchybný nástroj. A právě Kepler-62f ukazuje, že tento postup nelze aplikovat obecně.

Některé atraktivní objevy je nutné i nadále ověřovat samostatně, jinak nám mohou podobně jako Kepler-62f sklouznout do škatulky falešných poplachů. Týká se to zejména menších planet s delší oběžnou dobou, u kterých máme jen pár tranzitů.

V nové studii se vědci podívali na exoplanetu znovu a komplexně. Výsledek? Planeta by měla existovat. Algoritmus, který ji pohřbil, pracoval se zjednodušenými kritérii a ignoroval dva ze čtyř pozorovaných tranzitů planety. Například tranzit, ke kterému došlo v Q9 (devátý kvartál pozorování Keplera), byl ignorován z toho důvodu, že k němu došlo v podobnou dobu jako k tranzitu jiné planety v systému. Druhý tranzit byl ignorován kvůli možnému artefaktu v datech.

Kepler-62f je velmi zajímavou planetou. Bohužel s ohledem na malou jasnost hvězdy není příliš vhodný pro transmisní spektroskopii (průzkum atmosféry) dalekohledem JWST.

Zdroj: Kepler-62f: Kepler’s First Small Planet in the Habitable Zone, but Is It Real?