Nachází planety větší než Země a objevují jich velké množství. Některé z nich se nachází v našem hvězdném okolí a na jejich povrchu mohou být podmínky vhodné k životu. Není tedy překvapením, že lovci exoplanet jsou mezi stovkou nejvlivnějších lidí světa.

Mezi 100 nejvlivnějších lidí světa se dostali Natalie Batalha z týmu Keplera a také strůjci posledních dvou velkých objevů: Guillem Angladou-Escudé z Queen Mary University of London vloni vedl tým, který objevil Proximu b a Michaël Gillon z University of Liège zase vedl tým, který se postaral o objev sedmi planet u TRAPPIST-1.

Zdroj: Time

Zejména kosmický dalekohled Kepler objevil několik tzv. cirkumbinárních planet, které se často označují jako Tatooine podle planety s Hvězdných válek.

Cirkumbinární planety jsou takové, které obíhají okolo dvou hvězd současně. Jinými slovy zde máme dvojhvězdu – dvě hvězdy obíhají okolo sebe a okolo nich obíhá ještě planeta.

Dosud objevené cirkumbinární planety jsou podobné spíše Neptunu, ale je velmi pravděpodobné a některé studie to ukazují, že existují také cirkumbinární planety o velikosti Země. Mohly by takové planety mít na svém povrchu podmínky vhodné k udržení života?

Max Popp a Siegfried Eggl vytvořili model pro planetu v systému Kepler-35. Okolo dvou hvězd tam obíhá planeta o hmotnosti 0,13 a velikosti 0,7 Jupiteru s dobou oběhu 131 dní. Dvě mateřské hvězdy podobné Slunci pak obíhají okolo sebe s periodou 21 dní.

Co kdybychom do tohoto systému přidali ještě druhou planetu (a multiplanetární cirkumbinární systémy také existují) o velikosti Země a to konkrétně do obyvatelné oblasti?

Pokud máte exoplanetu, která obíhá okolo jedné hvězdy po kruhové dráze, dostává od své hvězdy stále stejné množství záření. V případě cirkumbinárních planet se ale bude množství záření měnit.

Roli zde hraje několik efektů. Prvním z nich je eliptická dráha planety, druhým pak samozřejmě oběh obou hvězd. V případě Kepler-35 bude planeta dostávat největší množství záření v době, kdy je nejblíže k větší hvězdě a naopak nejméně v době, kdy je nejblíže k menší hvězdě. Krátkodobý pokles záření nastane také jednou za 11 dní, kdy dojde k zatmění (obě hvězdy se zakryjí).

Zvláštností tohoto systému je také to, že osvětlená bude vždy s výjimkou onoho zatmění více než jedna polokoule planety.

Vědci simulovali různé scénáře pro planetu zcela pokrytou vodou. Teplota na povrchu s malým množstvím vodní páry v atmosféře by se měla v průběhu oběhu měnit o 2 stupně Celsia.

Pokud by planeta obíhala blíže k vnitřnímu okraji obyvatelné oblasti, měla by v atmosféře více vodní páry a teplota na povrchu by zůstávala téměř konstantní. V tomto případě by se ale nejednalo o zrovna ideální svět k životu.

Cirkumbinární planety by mohly být vhodné k životu, ale simulovat podmínky na povrchu může být poměrně složité.

Zdroje: Nature, NASA

V letošním roce jsme se měli nebo spíše mohli dočkat startu dvou menších družic pro výzkum exoplanet tranzitní metodou.

Start americké TESS byl posunut na nejdříve 20. března 2018 kvůli skluzům ve startech Falconu 9. SpaceX vloni v září explodovala raketa na startovací rampě a lety byly pozastaveny.

V letošním roce neproběhne ani start družice CHEOPS. Odstartovat by měla v průběhu příštího roku, pravděpodobně v jeho druhé polovině.

Na oběžnou dráhu ve výšce 700 km se sklonem 98 stupňů vůči rovníku vynese družici raketa Sojuz. Ruský nosič nebude startovat z Bajkonuru ale z Francouzské Guyany. Na kosmodromu Kourou provozuje rakety evropská Arianespace. Smlouva bude podepsána v nejbližších týdnech.

Cílem družice CHEOPS bude pozorovat tranzity již objevených exoplanet a upřesnit jejich velikost.

Zdroj: ESA

Exoplaneta MOA-2012-BLG-505Lb obíhá ve vzdálenosti 0,9 AU od své hvězdy. Její hmotnost se odhaduje na 6,7 Země, ale ve skutečnosti se může pohybovat od 3,1 do více než 14 Zemí nebo-li někde mezi terestrickým světem a Neptunem.

Pokud by planeta měla skutečně kamenný povrch, pro život přesto vhodná nebude. Obíhá sice okolo své hvězdy přibližně stejně daleko jako Země okolo Slunce, mateřskou hvězdou je však červený nebo hnědý trpaslík o hmotnosti jen desetiny Slunce. Na povrchu planety tak bude krutá zima.

Objev je ale zajímavý z jiného důvodu. Gravitační mikročočky mohou doplnit pozemské přehlídky i Keplera v naši znalosti o tom, jaké planety se ve vesmíru vyskytují.

Většina exoplanet u červených trpaslíků obíhá blízko svých hvězd. Je otázkou, zda je to skutečný jev nebo se jedná o observační zkreslení. Měření radiálních rychlostí i tranzitní fotometrie jsou citlivé na planety s krátkou oběžnou dobou.

Gravitační mikročočky naopak dokáží odhalit i vzdálenější planety. Gravitace čočkující hvězdy ohne a zesílí světlo vzdálené hvězdy a totéž udělá také gravitace planety.

MOA-2012-BLG-505Lb je mimochodem jednou z nejvzdálenějších exoplanet. Nachází se přibližně 23 tisíc světelných let daleko.

Zdroj: MOA-2012-BLG-505Lb: A super-Earth mass planet in the Galactic bulge

Astronomové po celém světě začínají pozorovat slavnou hvězdu Beta Pictoris. Cílem je okolí přímo pozorované planety.

Beta Pictoris se nachází asi 63 světelných let do nás a je jednou z nejjasnějších hvězd v souhvězdí Malíře. Už v 80. letech byl u této hvězdy objeven disk a později přímým zobrazením také planeta.

K objevu planety došlo v roce 2008. Její oběžná doba je asi 36 let. Letos v létě to bude poprvé, kdy bude planeta téměř tranzitovat před svou hvězdou. Slovo téměř je velmi důležité. K tranzitů planety totiž bohužel zřejmě nedochází. Kdyby tomu tak bylo, jednalo by se o neuvěřitelnou senzaci. Mohli bychom velmi dobře prozkoumat planetu, kterou pozorujeme přímo, zjistili její velikost apod.

V případě tranzitů Beta Pictoris b si sice musíme nechat zajít chuť, ale tranzitovat bude Hillova sféra planety. Jedná se zjednodušeně řečeno o oblast, ve které hraje gravitace planety hlavní roli. Případné měsíce musí obíhat uvnitř této sféry, která má v případě Bety Pictoris b rádius asi 160 milionů kilometrů.

Astronomové by tak mohli zachytit případný pokles jasnosti hvězdy způsobený měsícem planety, jejími prstenci apod.

Už nyní začíná obří pozorovací kampaň, která potrvá do konce roku. Hlavní část je v plánu na léto. Do kampaně se mimo jiné zapojí Hubblův kosmický dalekohled, který bude okolí Bety Pictoris pozorovat v ultrafialové části spektra od 20. dubna do 10. května, od 9. června do 2. července a od 3. srpna do 18. srpna. Paul Anthony Wilson a jeho kolegové věří, že se jim může podařit prozkoumat plyny, které pocházejí z planety nebo z geofyzikální aktivity případných měsíců – něco jako vidíme u Jupiterova měsíce Io. Data by mohla také pomoci určit složení exokomet v systému Beta Pictoris apod.

Kromě Hubblova dalekohledu jsou už nyní v akci malé satelity BRITE, jejichž pozorování ale bude brzy končit.

Od dubna do srpna bude hvězdu pozorovat přístroj UVES na dalekohledu VLT Evropské jižní observatoře. Počítá se také s pozorováním spektrografu HARPS na 3,6 m dalekohledu v Chile.

Dalším z řady dalekohledů je ASTEP. Teleskop i průměru 40 cm se nachází v drsných podmínkách Antarktidy.

Fomalhaut b je pravděpodobně jednou z nejslavnějších exoplanet, kterou pozorujeme přímo a jednou z nejslavnějších exoplanet vůbec. Je ale také extrémně kontroverzní.

Fomalhaut b obíhá v disku okolo jedné z nejjasnějších hvězd, kterou lze v souhvězdí Jižních ryb pozorovat pouhým okem. Nachází se jen 25 světelných let od nás a objevil i Hubblův kosmický dalekohled.

Od roku 2008, kdy byl Fomalhaut b, je to ale také nekončící příběh plný kontroverzí. Objevena, zpochybněna, potvrzena, zase zpochybněna, nalezena jinde, menší a ne sama… o Fomalhaut b se toho za posledních pět let napsalo hodně.

Většina exoplanet byla objevena nepřímo. Jsou to v podstatě jen shluky bodů v grafu – křivce radiálních rychlostí nebo světelné křivce. Přímé zobrazení vypadá věrohodněji – exoplanetu přece vidíme. Fomalhaut b ale ukazuje, že to není tak snadné.

Planeta by měla obíhat okolo hvězdy po protáhlé dráze s periodou 1700 let ve vzdálenosti zhruba 50 až 280 AU. Podle všeho nepozorujeme přímo planetu, ale spíše ozáření disku. Ale existuje planeta vůbec?

Může se stát, že Hubblův dalekohled i jiné přístroje pozorují něco zcela jiného. Teoreticky by se mohlo jednat o hvězdu v pozadí, která se na obloze promítá do blízkosti hvězdy Fomalhaut. Z určitých důvodů je to na základě spektrálních pozorování považováno spíše za nepravděpodobné.

Také by mohlo jít o hvězdu v popředí. Pokud by se ale jednalo o normální hvězdu, která je ještě blíže, musela by být podstatně jasnější. Ale co když to není normální hvězda?

Je to neutronová hvězda?

Na stole je teorie, že Fomalhaut b není planeta, vůbec to není objekt obíhající hvězdu Fomalhaut, ale jedná se o náhodně se promítající neutronovou hvězdu – tedy pozůstatek po výbuchu supernovy.

Neutronové hvězdy jsou slabé a modré, takže Fomalhaut b by skutečně mohla být neutronová hvězda. Zajímavá hypotéza ale chyběly důkazy.

Tým astronomů se proto na Fomalhaut b podíval rentgenovým kosmickým dalekohledem Chandra a hledal velký přebytek rentgenová záření, který je pro neutronové hvězdy typický. Nic ale nenašel.

Nemůžeme tím říct, že „neutronová teorie“ neplatí. Pokud ale Fomalhaut b byl skutečně jen náhodně se promítající neutronovou hvězdou, musel by mít tento objekt určitá omezení: teplotu nižší než 91 tisíc Kelvinů, nacházet se blíže než 44 světelných let a být starší než 10 milionů let. Všechna kritéria jsou v podstatě diskvalifikační. Muselo by se jednat o nejchladnější a nejbližší neutronovou hvězdou.

Existuje ještě jedna novější teorie – Fomalhaut b existuje a obklopuje ji systém prstenců ne nepodobný tomu saturnovému. Prstence odrážejí modré světlo, které vyzařuje mateřská hvězda.

Zdroj: A Test of the Neutron Star Hypothesis for Fomalhaut b

Kosmický dalekohled Kepler pokračuje v misi K2. Nedávno dokončil pozorovací kampaň číslo 12. Součástí bylo i pozorování hvězdy TRAPPIST-1. Už pár dní poté, co na Zemi dorazila data, byly uveřejněny první výsledky.

Od 8. března probíhá pozorovací kampaň číslo 13. Kepler se pootočil, takže pozoruje opět nové zorné pole. Jedná se o velmi atraktivní oblast v souhvězdí Býka. Do konce května bude v zorném poli 21 tisíc objektů. Mezi nimi je 33 jasných hvězd a to včetně slavné hvězdy Aldebaran. Jedna z nejjasnějších hvězd na obloze je obr až 45x větší než Slunce, který se nachází 65 světelných let od nás.

Kepler bude také pozorovat část hvězdokupy Hyády, 33 galaxií, 6 asteroidů, 8 transneptunicých objektů a kometu 246P/NEAT. Vlasatice byla objevena v roce 2004 a obíhá okolo Slunce ve vzdálenosti 2,9 až 4 AU.

Hlavním úkolem stále zůstává hledání exoplanet, ale není to zdaleka jediný úkol, jak ukazuje i výběr cílů.

Zdroj: NASA

Seznam blízkých obyvatelných planet se rozšířil o GJ 273b, která se nachází asi 12,4 světelných let od nás. Jedná se o druhou nejbližší potenciálně obyvatelnou planetu hned po Proximě b.

Není žádným překvapením, že většina dosud objevených kamenných planet obíhá okolo červeného trpaslíka. Těchto hvězd je v Galaxii nejvíce a astronomům se u nich exoplanety hledají nejlépe. Červený trpaslík má menší hmotnost, obyvatelná oblast se nachází blíže od něj, takže případná planeta o hmotnosti Země „zacloumá“ s hvězdou podstatně více než Země se Slunce. Červení trpaslíci jsou také menší, takže tranzit planety o velikosti Země způsobí přibližně 25x hlubší pokles jasnosti hvězdy.

Tým astronomů nyní uveřejnil objevy nových exoplanet u červených trpaslíků. Celkem 9 z 12 exoplanet jsou nové.

Hmotnosti zkoumaných hvězd (v násobcích Slunce)

• GJ 3138: 0,68
• GJ 3323: 0,16
• GJ 273: 0,29
• GJ 628: 0,29
• GJ 3293: 0,42

GJ 273 (Luytenova hvězda)

Dvě planety o hmotnosti nejméně 2,9 a 1,18 Země a oběžnými dobami 18,6 a 4,7 dní. Planeta GJ 273b o hmotnosti 2,9 Země dostává od své hvězdy přibližně stejné množství záření jako Země od Slunce. Planeta se nachází 0,091 AU od hvězdy. Údaje o velikosti asi jen tak nezjistíme, pravděpodobnost tranzitu je jen 1,6 %.

GJ 273b je po Proximě b druhou nejbližší potenciálně obyvatelnou exoplanetou. Nachází se asi jen 12,4 světelných let od nás v souhvězdí Malého psa nedaleko hvězdy Prokyon. Obě hvězdy jsou mimochodem blízko i doopravdy, dělí je asi 1,2 světelných let. GJ 273 samozřejmě pouhým okem neuvidíte. Nezapomeňte, že se jedná o chladného červeného trpaslíka.

Samotná hvězda je o něco lepším přístavem než Proxima Centauri. Podle studie je podstatně klidnější – u Proximy dochází velmi často k erupcím.

GJ 628 (Wolff 1061)

Nejedná se o neznámý planetární systém. Zajímavá je především planeta „c“, kterou jsme s ohledem na druhý název hvězdy překřtili jako Vlčí planetu.

Wolf 1061 se nachází 14 světelných let daleko směrem v souhvězdí Hadonoše. Okolo hvězdy obíhají tři planety. Oproti ještě nedávné studii (odkaz) došlo k několika změnám. Planety by měly mít hmotnost: 1,9; 3,4 a 7,7 Země. Velmi zajímavá je revize oběžné doby poslední planety. Původně se uvádělo 67 dní, ale nově je to 217 dní. Signál s periodou 67 dní pravděpodobně souvisí s hvězdnou aktivitou — hvězda se okolo své osy otočí za dvojnásobek této doby (128 dní).

Nejzajímavější je ale prostřední planeta c, která od hvězdy dostává jen o třetinu více záření než Země od Slunce.

GJ 3293

Okolo hvězdy obíhají hned čtyři planety s oběžnými dobami přibližně 13, 30, 48 a 122 dní. Hmotnosti planet jsou 3,2; 23,5; 2,4 a 4,9 Země.

Zajímavá je planeta „b“, která od hvězdy dostává přibližně stejné množství záření jako Země od Slunce. Její hmotnost je ale nejméně 23x větší ve srovnání s naší planetou. Planeta „d“ o hmotnosti 7,6 Země by mohla být kamenným světem. Od hvězdy dostává 59 % záření co Země od Slunce.

GJ 3138

Tři planety o hmotnosti nejméně 1,8; 4,2 a 10,5 Zemí s oběžnými dobami 1,2; 6 a 257 dní.

GJ 3323

Dvě planety o hmotnosti nejméně přes 2 Země a oběžnými dobami 5,4 a 40 dní.

Zdroj: The HARPS search for southern extra-solar planets XLI. A dozen planets around the M dwarfs GJ 3138, GJ 3323, GJ 273, GJ 628, and GJ 3293