Seán Doran vytváří fantastická videa z vesmíru. Pokud chcete doma relaxovat, pusťte si na televizi trilogii Orbit. Čekají na vás 4 hodiny opravdu fascinujících záběrů Země z vesmíru ve 4K! Ve dne i v noci…
V údolí poloměru: TESS našla zajímavý planetární systém
Astronomové mají rádi multiplanetární systémy. Pokud okolo hvězdy obíhají dvě a více planety, máme planety, které vznikly ze stejného protoplanetárního disku u stejné hvězdy, ale čelily různým podmínkám. Vědcům to pak umožňuje studovat vznik a vývoj planetárních systémů.
Jednou z velkých výzev současného výzkumu exoplanet je tzv. údolí poloměru (radius valley). U hvězd podobných Slunci je nižší míra výskytu planet okolo 1,7 až 2,0 poloměrů Země, u menších hvězd je pak podobná mezera mezi 1,5 až 1,7 Země.
Údolí poloměru pravděpodobně souvisí s přechodem mezi kamennými planetami a planetami s významnou obálkou z vodíku a hélia. Je možné, že některé planety s významnou obálkou o tuto obálku vlivem ultrafialového záření blízké hvězdy přijdou a jejich poloměr se zmenší, takže vyčistí právě oblast v rámci údolí poloměru.
Planetární systém LTT 3780 nám může tyto otázky pomoci objasnit. TESS u červeného trpaslíka, který se nachází 72 světelných let od nás, objevila dvě planety.
LTT 3780 b obíhá okolo hvězdy s periodou 0,77 dní, planeta LTT 3780 c s periodou 12,2 dnů.
O planetárním systému vyšly dvě studie:
- Ryan Cloutier a jeho tým využili kromě dat z TESS také spektrálních měření ze spektrografu HARPS v Chile a HARPS-N na Kanárských ostrovech. Podle jejich měření má planeta b poloměr 1,33 Země a hmotnost nejméně 3,12 ± 0,51 Zemí, planeta c pak poloměr 2,3 Země a hmotnost 8,5 ± 1,6 Země.
- Grzegorz Nowak a jeho tým využili spektrograf CARMENES na Calar Alto a dospěli k trochu odlišným hodnotám zejména ve hmotnosti. V případě planety b je to 2,3 Země a v případě planety c 6,2 Země.
Liší se pak samozřejmě i hustoty planet. Cloutier et al. uvádí 7300 a 3900 kg/m3, Nowak et al. 5240 a 2450 kg/m3.
Závěry jsou ale stejné. První planeta bude mít složení podobné Zemi a druhá bude patrně disponovat obálkou z vodíku a hélia.
Poloměry planet jsou v blízkosti údolí poloměru, takže jsou ideální laboratoří pro ověření teorií ohledně tohoto jevu.
První planeta dostává 106krát více záření než Země u Slunce, vzdálenější planeta jen 2,6krát. Na planetu c by se mohl podívat v budoucnu Kosmický dalekohled Jamese Webba a prozkoumat její atmosféru.
Data z TESS naznačují možnou existenci ještě třetí planety, ačkoliv nejde o úplně průkazné závěry. Bude potřeba dalších pozorování.
Zdroj:
Nový marsovský rover Mars 2020 se bude jmenovat Perseverance
Nový rover byl dosud znám pod názvem Mars 2020. Už je tradicí, že název vybírají studenti. Celkem přišlo 28 tisíc esejí z celých Spojených států, ze kterých bylo vybráno 155 semifinalistů a z nich 9 finalistů, o kterých hlasovala veřejnost.
Nakonec byl vybrán název Perseverance (vytrvalost). Rover je podobný Curiosity ale jeho úkoly budou jiné. Zaměří se na zodpovězení otázek, zda byl v minulosti na Marsu život, nebo podmínky k životu. Na planetu vezme také malý vrtulník.
Perseverance odstartuje k Marsu v létě letošního roku a v kráteru Jezero přistane v únoru 2021.
Nové panoráma od Curiosity
NASA také uveřejnila nové panoráma od Curiosity. Fotografie byla pořízena kamerou MAHLI v průběhu solu 2687 (27. února 2020). Vidět ho můžete na videu níže nebo si ho prohlédnout v této aplikaci.
Mohla by být K2-18 b přece jen obyvatelná?
Vloni na podzim oběhla svět zpráva o objevu vody v atmosféře exoplanety K2-18 b. Tradiční zkratka, že kde je voda, tam je život, se tentokrát urvala totálně z řetězu. Dokonce se psalo, že na povrchu planety bude teplota lehce nad bodem mrazu.
K2-18 b má poloměr 2,6krát větší než Země a hmotnost více než 8krát větší. Podobně velké planety budou mít H/He obálku, což znamená, že budou podobné spíše zmenšené verzi Neptunu.
Pokud je vodíková obálka skutečně významná, udělá to z planety neobyvatelný svět s extrémním tlakem (řádově stonásobky tlaku na Zemi) a extrémně vysokou teplotou.
Nevíme, jaké jsou na povrchu K2-18 b podmínky a brzy se to ani nedozvíme. Ona v médiích propírána teplota okolo nuly je rovnovážná teplota, která vychází jen z údaje o ozáření planety a odhadovaného albeda. Jinými slovy totálně ignoruje parametry zmíněné vodíkové obálky.
Že by přece…?
Nikku Madhusudhan z University of Cambridge a jeho tým provedli simulace možných složení atmosféry i celé planety. Pracovali s atmosférou bohatou na vodu, která by měla podle nich tvořit 0,02 až téměř 15 % atmosféry.
Poté simulovali různá složení jádra a vodíkové obálky. Podle studie je maximální hmotnost vodíkové obálky 6 % hmotnosti planety, i když většina scénářů vyžaduje daleko menší vodíkovou atmosféru.
Existuje řada scénářů od kamenných světů s výraznou vodíkovou atmosférou až po vodní světy s tenkou vodíkovou atmosférou.
Stále platí, že je spíše nepravděpodobné, že by byla K2-18 b obyvatelná, ale existují scénáře, podle kterých by na planetě mohly být podmínky vhodné k životu.
Podle autorů bychom tak neměli podobně velké planety automaticky vyřazovat ze seznamů potenciálně obyvatelných.
Zdroj: The interior and atmosphere of the habitable-zone exoplanet K2-18b
Osm statečných aneb NGTS-10 b s rekordně krátkou oběžnou dobou
Mediálním prostorem nyní rezonuje objev exoplanety NGTS-10 b. Článek o objevu vychází v odborném tisku, i když v preprintu byl od loňského roku, takže není až tak velkým překvapením.
V souvislosti s NGTS-10 b se zmiňuje její oběžná doba, která má být nejkratší. To je teoreticky pravda, ale je potřeba dodat, že to platí jen pro horké jupitery.
Vůbec první objevená exoplaneta u hvězdy hlavní posloupnosti (51 Peg b) byl horký jupiter. Do této kategorie následně v 90. letech zapadla většina dalších objevených planet, ale díky Keplerovi i dalším projektům víme, že šlo jen o naše počáteční observační zkreslení a horcí jupiteři nejsou až tak běžní.
Přesná a jednotná definice horkého jupitera neexistuje, ale obecně můžeme říct, že jde o planetu s oběžnou dobou kratší než asi 10 dní, která má hmotnost menší než zhruba 13 Jupiterů (pak už začínají hnědí trpaslíci) a větší než asi 0,1 Jupiteru.
Objevy prvních horkých jupiterů byly překvapivé, protože ze Sluneční soustavy jsme zvyklí, že obří planety obíhají dál od hvězd. Dnes už víme, že tyto světy nevznikají in situ (tedy tam, kde je objevujeme), ale dál od hvězdy a poté migrují směrem k ní.
Na hranici možného
Vše má své limity. Ostrou hranicí pro všechny planety je Rocheova mez. Pokud by se planeta dostala za ní, roztrhaly by ji slapové síly planety. Rocheova mez je závislá na velikosti hvězdy, hustotě hvězdy a hustotě planety – jinými slovy platí, že pro každou planetu bude trochu jiná.
Druhý limit se nachází dál od hvězdy než Rocheova mez a bude méně ostrý. Pokud obří planeta obíhá příliš blízko ke své hvězdě, tak postupně vlivem obrovského záření přichází o svou atmosféru.
Autoři studie spočítali, že dnes známe 337 horkých jupiterů, což je asi 8,2 % z celkového počtu exoplanet. Z 337 horkých jupiterů má pouhých 8 oběžnou dobu kratší než 1 den.
NGTS-10 b má hmotnost 2,1 Jupiteru, poloměr 1,2 Jupiteru a oběžnou dobou 18,405 hodin, což je nejkratší doba ze všech horkých jupiterů, ale ne ze všech exoplanet.
Horcí jupiteři s oběžnou dobou kratší než 1 den
| Exoplaneta | Oběžná doba (hodin) | Velká poloosa AU |
|---|---|---|
| NGTS-10 b | 18.4 | 0.014 |
| NGTS-6 b | 21.1 | 0.016 |
| WASP-18 b | 22.5 | 0.02 |
| WASP-19 b | 18.9 | 0.016 |
| WASP-43 b | 19.5 | 0.014 |
| WASP-103 b | 22.2 | 0.019 |
| KELT-16 b | 23.2 | 0.02 |
| HATS-18 b | 20.1 | 0.017 |
Určit planetu s nejkratší oběžnou dobou je trochu obtížné, protože nám do hry vstupují hnědí trpaslíci, planety u pulsarů a nejistoty měření.
Teoreticky je ale rekordmanem exoplaneta K2-137 b, která okolo svého slunce oběhne za 4,3 hodin. Planeta je o něco menší než Země. Jedná se o představitele speciální skupiny planet s ultrakrátkou oběžnou dobou, které obíhají okolo hvězdy s periodou kratší než 1 den a mají velikost podobnou či menší než Země.
Tam, kde horcí jupiteři už nemohou existovat, tam planety o velikosti Země odolávají. Je ale otázku, zda tyto světy nejsou právě pozůstatkem horkých jupiterů (spíše neptunů), kteří přišli o svou atmosféru.
NGTS-10 b obíhá ve vzdálenosti 1,4krát větší, než je Rocheova mez. V tomto ohledu to není rekord. NGTS-6b obíhá jen 1,04krát dál, než je Rocheova mez.
Exoplanetu NGTS-10 b objevil projekt NGTS (Next-Generation Transit Survey, Nová generace přehlídky tranzitů), který tvoří dvanáct dalekohledů o průměru 20 cm. Soustava se nachází na observatoři Cerro Paranal v Chile.
NGTS úzce spolupracuje s družicí CHEOPS, pro kterou hledá vhodné cíle. Hvězdu pozoroval 237 nocí od září 2015 do května 2016.
Zdroj: NGTS-10b: The shortest period hot Jupiter yet discovered
Slunce ve 4K
Na internetu je skvělé video, které zachycuje naše Slunce ve velmi vysokém rozlišení 4. srpna 2012. Autorem je známý tvůrce vesmírných videí Seán Doran, který využil množství dat z kosmických družic.
Doporučujeme navštívit také kanál tohoto autora na Youtube. Najdete tam i mnoho videí z oběžné dráhy Země. Mezi ty nejnovější patří zachycení lesních požárů v Austrálii mezi 30. prosincem a 2. únorem 2020.
Exopolární záře: Vědci poprvé zachytili rádiové emise z interakce mezi hvězdou a planetou
Astronomové objevili neobvyklé rádiové vlny přicházející od červeného trpaslíka GJ 1151, který se nachází 26 světelných let od nás v souhvězdí Velké Medvědice.
Vědci využili projekt LOFAR (Low Frequency Array), což je síť radioteleskopů, které se nachází po celé Evropě a pozorovali několik blízkých hvězd. GJ 1151 je zaujala svým zvláštním chováním. V rádiové části spektra nebyla vidět, aby se pak najednou objevila. Signál byl navíc kruhově polarizovaný.
Vzhledem k vlastnostem záření i typu pozorované hvězdy vyloučili vědci možná vysvětlení, která souvisí s mechanismy v samotné hvězdě. Zdroj signálu musíme hledat trochu někde jinde – v polární záři červeného trpaslíka.
Pohyb planety silným magnetickým polem červeného trpaslíka působí jako elektrický motor. To generuje obrovský proud, který pohání polární záře a rádiové záření.
Příklad ze Sluneční soustavy
Ve Sluneční soustavě podobné interakce nevidíme, protože Slunce má slabší magnetické pole a hlavně všechny planety obíhají dál od něj. Ale… pokud byste si nasadili hypotetické rádiové brýle a mohli pozorovat denní oblohu v rádiové části spektra, který objekt ze Sluneční soustavy by zářil nejvíce? Zřejmě si myslíte, že Slunce a možná budete mít i pravdu, ale je docela pravděpodobné, že ještě zářivější bude druhý nejhmotnější objekt – Jupiter.
Obr Sluneční soustavy žije v trochu komplikovaném vztahu se svým měsícem Io. Mohutné slapové síly fungují jako zdroj energie, který možná na některých měsících udržuje oceán kapalné vody, ale v případě Io má topení pod kotlem jiné důsledky.
Io je vulkanicky velmi aktivním světem. Hmota z jeho vulkánů (respektive atmosféry) vytváří okolo Jupiteru plazmový torus. Za jedinou sekundu odteče asi tuna materiálu (kyslík, sodík, síra aj.).
Io prochází prstencem ionizovaného plynu v magnetickém poli Jupiteru, což vede k tomu, že mezi měsícem Io a Jupiterem teče enormní elektrický proud. A ten je zdrojem energie pro plazmové vlny, které vedou ke vzniku radiové emise. Více o tom třeba na Aldebaran.cz.
Něco podobného ale větším měřítku nyní vědci poprvé objevili v dalekém vesmíru. Jen Jupiter nahrazuje hvězda (červený trpaslík) a Io planeta.
Samotná planeta, kterou jsme zatím neobjevili, bude mít hmotnost srovnatelnou se Zemí a oběžnou dobu 1 až 5 dní.
Zdroj: Nature
BD +20 307: Svědci obří vesmírné katastrofy, která létajícím astronomům zamotala hlavu
Hvězdný systém BD +20 307 tvoří dvě hvězdy, které najdeme asi 390 světelných let od nás v souhvězdí Berana. Obě hvězdy obíhají okolo sebe s periodou 3,4 dní.
Obě stálice jsou spektrální třídy F, což znamená, že jsou masivnější a jasnější než Slunce.
V infračervené části spektra vyzařují více, než by měly. Příčinou je velké množství teplého prachu, který absorbuje hvězdné světlo, zahřívá se a vyzařuje právě v infračerveném oboru.
Okolo mladých hvězd se prach vyskytuje poměrně běžně. Vznikají z něj planety a celý planetární systém. BD +20 307 ale nejsou žádná hvězdná nemluvňata. Jejich věk se odhaduje na 1 miliardu let. Prach v tomto případě neukazuje na planetární porodnici ale spíše hřbitov. V systému došlo patrně nedávno (v astronomickém měřítku) ke kolizi dvou těles o velikosti planet.
Musely to být velká tělesa. Rozhodně nešlo o srážku menších asteroidů. Prachu je tolik, že byste potřebovali objekt o velikosti přes 100 km a obří vesmírný mlýnek, kterým byste ho rozemleli na prach.
Systém byl pozorován v letech 2004 a 2005 pozemskými dalekohledy a následně i kosmickým dalekohledem Spitzer. O deset let později se na něj podíval dalekohled SOFIA, který se nachází na trochu neobvyklém místě – v zadní části upraveného Boingu 747. Letadlo vystoupá do výšky 10 km, otevře zadní dveře (tohle raději nezkoušejte) a astronomové se mohou pustit do práce. Ve větší výšce je méně vodní páry, která astronomům stěžuje pozorování v infračervené části spektra.
Ale zpět k BD +20 307. V roce 2015 SOFIA odhalila, že v kratších vlnových délkách je prach v systému jasnější, než byl o deset let dříve. Proč? Teoreticky proto, že je disk teplejší nebo prašnější. Důvod však neznáme.
V poslední době se řeší různé podivné poklesy jasnosti, ale tady došlo ke zjasnění, i když nemělo. Očekávali bychom, že disk prachu, který se nachází asi 1 AU od jedné z hvězd, bude postupně odfoukáván a jeho jasnost bude klesat.
Je spíše nepravděpodobné, že bychom příčinu zvýšené jasnosti mohli hledat u samotných hvězd – že by se staly jasnějšími a prach tak začal absorbovat více světla. Podobné typy hvězd o daném stáří se takto nechovají.
V disku by mohlo docházet k dalším kaskádovitým srážkám (něco jako ve filmu Gravitace ale přírodního původu). Ale i to je nepravděpodobné… jedině, že bychom se na systém podívali skutečně krátce po první gigantické kolizi.
Existují i pikantnější možnosti. Prach mohl projít fázovou přeměnou z krystalů na amorfní shluky, což by se projevilo ve spektru i zjasněním. Případně můžeme v různých letech pozorovat disk z různých úhlů.
Jak už to tak bývá, na rozlousknutí záhady bude potřeba více pozorování. Doufejme, že už brzy se zapojí také Kosmický dalekohled Jamese Webba. V případě BD +20 307 je potřeba pozorování v infračervené části spektra a tohle bude jeho parketa.
Zdroj: Bad Astronomy, sciencealert.com
CHEOPS pořídil první snímky. Jsou lepší, než se čekalo
CHEOPS odstartoval z kosmodromu Kourou 18. prosince. Po nezbytných testech otevřel 29. ledna kryt, takže na primární zrcadlo mohly začít dopadat fotony vzdálených hvězd.
Univerzita v Bernu se už pochlubila prvním snímkem. Na družici, která se zaměřuje na tranzitující exoplanety, je fotografie nezvykle malá. Je to způsobeno tím, že CHEOPS má velmi malé zorné pole – jen 19 x 19 minut. Velké zorné pole, které má například TESS, nepotřebuje. Nebude totiž pozorovat desítky tisíc hvězd současně, ale jen jednu s již existující exoplanetou.
Na první snímky netrpělivě čekali v Řídicím středisku ve španělském Torrejón de Ardoz, kde je také jeden ze dvou radioteleskopů pro příjem dat.
Podle vědeckého šéfa mise Willyho Benze první snímky potvrdily, že optika dalekohledu přežila start a vše je v pořádku. Předběžná analýza ukázala, že obrázky z CHEOPS jsou ještě lepší, než se očekávalo. Lepší však pro CHEOPS neznamená ostřejší. Dalekohled byl záměrně rozostřen. Je to tak úmyslně kvůli dosažení lepší fotometrické přesnosti.
Na prvním snímku je jedna z hvězd v souhvězdí Raka, která se od nás nachází 150 světelných let daleko. Obrázek má velikost přibližně 1 000 x 1 000 pixelů, přičemž každý pixel představuje na obloze asi 1 obloukovou vteřinu. Zvětšená část v pravém dolním rohu ukazuje oblast o šířce přibližně 100 pixelů.
CHEOPS nyní čekají zhruba dva měsíce dalších testů. Poté by měla začít vědecká mise.
Vše, co potřebujete vědět o evropské družici pro výzkum exoplanet CHEOPS
Historie versus realita: V systému GJ 1148 zřejmě obyvatelné exoměsíce nebudou
Při hledání života ve vesmíru se obvykle zaměřujeme na planety podobné Zemi, ale život by se mohl nacházet také na povrchu většího měsíce, který obíhá okolo obří plynné planety. Nemusíme chodit moc daleko. Saturnův Titan je v mnohém podobný Zemi. Jen vodu tam nahrazuje metan.
Velmi zajímavou otázkou je přítomnost obyvatelných měsíců u červených trpaslíků. Nejpočetnější hvězdy v Galaxii přináší pro obyvatelnost řadu potenciálních problémů – planety v obyvatelné oblasti budou mít vázanou rotaci (jsou k hvězdě nakloněné stále stejnou stranou) a budou dostávat velké dávky rentgenová a ultrafialového záření. Měsíc by mohl tyto problémy vyřešit. Vázanou rotaci bude mít vůči planetě a ne hvězdě, takže budou jeho polokoule osvětlovány rovnoměrněji. Silné magnetické pole obří planety může měsíc ochránit před dávkami záření od hvězdy.
Samozřejmě zde existuje i řada problémů. Jedním z nich je, že se velké planety u červených trpaslíků vyskytují poměrně zřídka. Ale existují.
Jedním z příkladů je GJ 1148. Před léty byly u tohoto červeného trpaslíka objeveny dvě planety. Jedna má hmotnost minimálně stejnou jako Saturn, vzdálenější pak má hmotnost dvou třetin Saturnu. Planety obíhají okolo hvězdy po protáhlých drahách (excentricita 0,3), které ukazují, že v systému došlo v minulosti ke gravitačním interakcím mezi planetami. Oběžné doby planet jsou 41 a 532 dní.
V nové studii se vědci podívali na orbitální dynamiku systému. Vzali starší i nová data ze spektrografu CARMENES.
Vnitřní planeta GJ 1148 b obíhá z velké části v obyvatelné oblasti. Je to ledový obr, takže na jeho povrchu podmínky k životu nebudou, ale co kdyby měl měsíc? Je pravděpodobné, že planeta vznikla dál od hvězdy v oblasti sněžné čáry, kde bylo dostatek ledu pro vznik ledových měsíců. Později po přesunu planety do obyvatelné oblasti se z ledových měsíců mohly stát světy s kapalnou vodou na povrchu.
Historie systému zde ovšem příliš nekoresponduje s realitou. Podle vědců existuje jen velmi malá oblast stability okolo planety GJ 1148 b, ve které mohly v minulosti větší měsíce existovat (zřejmě v oblasti pod 900 tisíc km). Pokud se tam měsíce skutečně vyskytovaly, pak byl jejich osud zpečetěn. Postupně se spirálovitě dostávaly k mateřské planetě, až je roztrhaly slapové síly.
Hvězda GJ 1148 bude brzy v zorném poli družice TESS a to od 18. února do 18. března. Pravděpodobnost tranzitu obou planet je poměrně malá. Kromě toho, pokud planeta b tranzituje, pak by mělo k tranzitům dojít 13. února a 25. března… tedy v době, kdy se TESS nebude dívat.
Kam se dívali, dívají a budou dívat lovci exoplanet?
Na internetu (respektive v jedné ze studií) je skvělá kresba zorných polí minulých, současných a budoucích lovců exoplanet, kteří využívají tranzitní metodu.
Úplně prvním byl v letech 2006 až 2014 evropský CoRoT (růžová barva). Na něj navázal Kepler, který po velkou část mise (2009-2013) pozoroval jen jedno zorné pole – červená barva. Poté ale přišla mise K2, ve které pozoroval Kepler zorných polí daleko více. Všechny se nacházejí v okolí ekliptiky (zelená).
V případě současného lovce TESS by bylo zakreslení zorných polí trochu složitější, protože loví exoplanety na více než 80 % oblohy. Přibližně 60 % z toho však pozoruje jen 27 dní. Na kresbě jsou znázorněné (žlutě) jen oblasti, které pozoruje TESS po dobu téměř celého jednoho roku. Tyto části mimochodem netvoří ani 2 % z celkové plochy zorného pole TESS.
A nakonec jsou vynesena zorná pole chystané družice PLATO, která má odstartovat v roce 2026 – to jsou ty NPF, SPF, STEP01, STEP02 atd.
PLATO dokáže objevit planety o velikosti Země u hvězd podobných Slunci. Družice bude vybavena 26 oddělenými dalekohledy o průměru 12 cm.
Nominální mise družice PLATO má trvat čtyři roky a stále se zvažují dva scénáře pozorování: první se skládá s dvou dlouhodobých pozorovacích fází (SPF, NPF). Druhý scénáře pracuje s jedním zorným polem (tři roky) a druhou fází s více zornými poli (STEP 1 až 10), které by trvaly několik měsíců.
Zdroj: @DrReneHeller
Astronomové potvrdili existenci planety Kepler-1625 b, okolo které možná obíhá exoměsíc
Alex Teachey a jeho kolegové oznámili v roce 2017 velmi opatrně možný objev prvního měsíce exoplanety. Měsíc měl obíhat okolo exoplanety Kepler-1625 b. Na mateřskou hvězdu se o rok později podíval Hubblův kosmický dalekohled.
Přítomnost měsíce se měla projevit dvěma jevy. V prvním případě jde o klasické změny v časech tranzitů, kdy k přechodům planety před hvězdou nedocházelo pravidelně. Konkrétně došlo k tranzitu planety o 78 minut dříve, než se očekávalo. Přibližně 3,5 hodiny po tranzitu planety došlo k dalšímu a méně výraznému poklesu jasnosti, což mohl být tranzit samotného měsíce.
Vloni vyšly další studie, které potvrzují první jev ale už méně ten druhý. Nutnou dávku skepticismu také zvyšuje odhadovaná velikost měsíce Kepler-1625 b i, která má být srovnatelná s Neptunem.
Planeta Kepler-1625 b existuje…
Vloni pozorovala mateřskou hvězdu TESS, ale bohužel v době, kdy nedocházelo k tranzitu planety, jejíž oběžná doba je 287 dní. Vědci chtěli také získat další pozorovací čas na Hubblovu dalekohledu, ale to se nepovedlo.
Nyní vyšla studie z trochu jiného soudku. Anina Timmermann a její tým provedli měření radiálních rychlostí hvězdy Kepler-1625. Od října 2017 do října 2018 provedli 22 měření pomoci spektrografu CARMENES na Calar Alto Observatory. Pokud se planeta pohybuje po kruhové oběžné dráze a je v systému sama, bude její maximální hmotnost možná jen 2,9 Jupiteru a téměř určitě pod 11,6 Jupiteru.
Vědci tak potvrdili existenci planety a současné také to, že nejde o hnědého trpaslíka. Pokud okolo planety skutečně obíhá exoměsíc, musela by se jeho hmotnost od hmotnosti planety odečíst, ale očekává se, že to bude jen pár procent z celkové hmotnosti.
Autoři studie současně nedokázali vyloučit, že okolo hvězdy obíhá další menší planeta, způsobující odchylky v tranzitech Kepler-1625 b, které považujeme za exoměsíc.
Existence prvního možného exoměsíce tak stále zůstává otevřenou otázkou.
Zdroj: Radial velocity constraints on the long-period transiting planet Kepler-1625 b with CARMENES
Falešné argumenty v boji se Starlinkfily. Mohou se astronomové přestěhovat do vesmíru?
Na jedné straně zde máme zastánce Elona Muska, kteří nekriticky konzumují každé slovo a rozhodnutí své modly, dokonce zakládají speciální weby, které se věnují jen jemu. Na straně druhé jsou zde astronomové, kteří se jednoho krásného večera probudili k noční šichtě a zjistili, že jim nad hlavou létá vláček 60 satelitů. Vláček se sice rozprchne, jak kamarádi při placení útraty v hospodě, ale družic má být brzy tisíc… a pak dva, pět, deset tisíc.
Dnešní dopad na astronomii je nejasný. Simulace se provádějí špatně v situaci, kdy přesně neznáme jasnost a dráhy budoucích družic a ani jejich přesné počty. Pro profesionální astronomy to ale může být tvrdá rána. Mnohem tvrdší, než světelné znečištění. Více k tématu v článku Labutí píseň noční oblohy? Jak Musk a spol. mohou zničit pozemskou astronomii na VTM.
Argument 1: Jděte do kosmu…
Podle mnoha Starlinkfilů se mohou astronomové přestěhovat do vesmíru. Konec konců sám Musk jim kosmické dalekohledy může vynést (pochopitelně ne zadarmo).
Pozemská a kosmická astronomie vedle sebe fungují už pár desetiletí. Nekonkurují si, nedokáží se vzájemně nahradit. Doplňují se.
Vesmír má dvě základní výhody: absenci atmosféry a rotace Země. Zemská atmosféra blokuje většinu elektromagnetického spektra. Z povrchu Země dokážeme pozorovat v oblasti rádiových vln, viditelného a částečně infračerveného záření. Pro ostatní obory, jako jsou rentgenové a gama záření, musíme do vesmíru.
Kosmické dalekohledy také dosahují přesnějších měření – ať už těch spektrálních či fotometrických. To je také důvod, proč například TESS může hledat planety o velikosti Země.
Druhou výhodou je absence rotace Země. Kosmický dalekohled dokáže pozorovat daný objekt dle zvolené dráhy teoreticky nepřetržitě nebo v libovolnou dobu.
Přirozeně však existují nevýhody. Předně jsou to obrovské náklady. Provozní náklady obří pozemské observatoře a kosmického dalekohledu jsou řádově na podobné úrovni (10 až 20 milionů dolarů ročně). Pořizovací náklady jsou však nesrovnatelné. V Chile nyní vyrůstá největší dalekohled všech dob (ELT). Jeho cena bude asi 1 miliarda euro. Dnešní vlajková loď Evropské jižní observatoře VLT vyšla v přepočtu na dnešní ceny zhruba na stejnou částku. Kosmický dalekohled Jamese Webba ale bude stát 10 miliard dolarů!
V astronomii jde o plochu. Čím větší máte, tím více fotonů astronomický dalekohled posbírá. Vývoj pozemské astronomie, posuzovaný dle velikosti sběrné plochy, jde pomalu. Mluvíme o dekádách. V současné době se chystáme skočit z 10 metrů někam ke 30 metrům.
Zatímco plocha zůstává, přístroje lze měnit. Můžete také provádět údržbu, řešit technické problémy. V případě kosmické astronomie proběhl hardwarový upgrade jen u jednoho přístroje – Hubblova kosmického dalekohledu, ke kterému se vydal raketoplán s astronauty. Jen jeden takový let vyšel stejně, jako stavba obří astronomické observatoře na Zemi!
Plánováni, příprava a stavba kosmických dalekohledů je zdlouhavá. O JWST se začalo mluvit už na začátku 90. let a stále neodstartoval. Kosmických dalekohledů je také málo a to i z hlediska pozorovacího času – v tomto ohledu musíme brát v úvahu i jejich průměrnou životnost, která je o řád nižší ve srovnání s pozemskými dalekohledy.
Některé disciplíny pak lze z vesmíru dělat jen obtížně. Asi nejlepším příkladem je radioastronomie, na kterou může mít Starlink také tvrdý dopad.
Argument 2: Lék na nevyléčitelnou nemoc
Velmi často se v různých diskusích objevuje téma adaptivní optiky. Pomoci laserového paprsku se vytvoří umělá hvězda, která v reálném čase ukazuje stav atmosféry. Podle toho se pak deformují zrcadla dalekohledu a minimalizuje se vliv atmosféry.
Adaptivní optika je jako lék na nevyléčitelnou nemoc. Nedokáže atmosféru vypnout, dokáže jen zmírnit její symptomy. Bohužel, jako velká část agresivních léků, má také adaptivní optika své vedlejší účinky.
Když se argumentuje s adaptivní optikou, většinou se to podporuje snímky z obřích pozemských dalekohledů a jejich srovnáním se snímky z Hubblova dalekohledu. Legenda kosmické astronomie za pár týdnů oslaví 30. narozeniny a díky adaptivní optice určitě není zbytečná – dnes stále generuje o 40 % více studií, než 4 dalekohledy VLT s adaptivní optikou.
Adaptivní optika se hodí na pořizování krásných obrázků některých jasnějších objektů. Nehodí se však na slabé objekty, se kterými pracuje Hubble. Také není použitelná pro snímky větších úseků oblohy a v neposlední řadě dokáže slušně pokřivit data – zejména ta, která získáváme po delší dobu.
CHEOPS dnes otevřel oko
Evropská družice pro výzkum exoplanet CHEOPS dnes otevřela své oko. Doslova. Otevřel se kryt dalekohledu, takže světlo vzdálených hvězd se už může dostat k jeho 32 cm velkému zrcadlu.
K otevření krytu mělo dojít původně o dva dny dříve, ale vědci si naordinovali pár dalších testů navíc. Otevření krytu byl totiž nevratný krok. Nakonec k němu došlo 29. ledna v 7:38 našeho času.
Vědce nyní čeká několik dalších týdnů testování detektoru. Poté by se měl CHEOPS pustit do práce. Jeho hlavním úkolem není hledání nových exoplanet, ale upřesnění velikosti těch již dříve objevených. U některých se také díky fázovým křivkám dozvíme, zda mají významnější atmosféru.
CHEOPS odstartoval do vesmíru na vrcholu rakety Sojuz 18. prosince loňského roku.
Vše, co potřebujete vědět o evropské družici pro výzkum exoplanet CHEOPS
Vědci našli v datech z Keplera upíři systém
Kosmický dalekohled Kepler už sice nefunguje, ale jeho data budou vědci využívat ještě léta a neplatí to jen pro lovce exoplanet.
V datech z 11. kampaně studovali vědci zajímavou kataklyzmickou proměnnou hvězdu. Jedná se o soustavu dvou objektů, kde jedním z nich je obvykle bílý trpaslík, který díky své gravitaci přetahuje materiál ze sousedního objektu. Pokud hmotnost obálky překročí určitou kritickou hranici, dojde k zažehnutí termonukleárních reakcí a k výbuchu trpasličí novy.
Kepler pozoroval novu s označením KSN:BS-C11a, která by astronomům jinak unikla, protože objekt byl v době svého zjasnění na pozemské obloze blízko Slunce a nebyl vidět.
KSN:BS-C11a tvoří bílý trpaslík, který obíhá každých 83 minut okolo společného těžiště s hnědým trpaslíkem, který se nachází 400 tisíc km daleko (o něco dál než Měsíc od Země).
Pozorování ukazují, že disk měl v normálním stavu teplotu asi 2 700 až 3 300 °C. Při zjasnění dosáhla jeho teplota v maximu na 11 700 °C.
Bílý trpaslík zjasnil na obloze 1600krát. Jeho jasnost ale podle dat z Keplera rostla pomalu už před výbuchem, což si vědci zatím nedokáží vysvětlit.
Zdroj: Discovery of a new WZ Sagittae-type cataclysmic variable in the Kepler/K2 data
Zapeklitý příběh býčí planety. Existuje Aldebaran b?
Hvězdu Aldebaran (Alfa Tauri) uvidíte na obloze pouhým okem. Patří mezi nejjasnější hvězdy noční oblohy. K jeho nalezení můžete využít souhvězdí Orion (viz níže).
Aldebaran je oranžovým obrem, ale přesto okolo něj možná obíhá planeta. Její příběh se začal psát už v 90. letech, ale stále se ho nepodařilo uspokojivě uzavřít.
1998: Vyšla studie pod vedením Artieho Hatzese (Thüringer Landessternwarte Tautenburg), podle které obíhá okolo Aldebaranu velmi hmotná planeta nebo hnědý trpaslík. Studie tehdy trochu zapadla, nevyšla v úplně impaktovém časopise a navíc výsledky nebyly úplně přesvědčivé. Změny v radiálních rychlostech nemusí vždy značit jen přítomnost exoplanety, ale mohou souvise také s aktivitou hvězdy.
2015: Hatzes to nevzdal a se svými kolegy vydal novou studii, podle které planeta z roku 1998 skutečně existuje. Své závěry tým opřel o velké množství měření radiálních rychlostí po hodně dlouhou dobu i stabilitu amplitudy změn radiálních rychlostí.
K přehodnocení došlo jen u hmotnosti planety. Původně se odhadovala minimální hmotnost asi na 11 Jupiterů, ale byla založena na předpokladu, že samotný Aldebaran má hmotnost 2,5 Slunce. Podle nových poznatků to je jen něco přes 1 Slunce, takže dolní odhad hmotnosti planety vychází na 6,5 Jupiteru.
Planeta Aldebaran b by měla obíhat po mírně protáhlé dráze ve vzdálenosti 1,5 AU s dobou oběhu 629 dní.
2018: Vyšla studie, která se na Aldebaran podívala prostřednictvím astrometrie. Vědci studovali otřesy hvězdy pomoci přesného měření její jasnosti. Využili k tomu data z kosmického dalekohledu Kepler, který nejjasnější hvězdu v souhvězdí Býka pozoroval v rámci mise K2. Výsledkem je upřesnění hmotnosti Aldebaranu na 1,16 ± 0,07 hmotnosti Slunce, což by znamenalo další pokles minimální hmotnosti planety na 5,8 ± 0,7 Jupiteru.
2018: Hatzes a jeho tým uveřejnili data z pozorování hvězdy Gama Draconis, která zpočátku vykazovala podobné chování. Vědci měřili radiální rychlosti hvězdy v letech 2003 až 2017. První data ukazovala na přítomnost planety s oběžnou dobou 702 dní a hmotností nejméně 10,7 Jupiterů. Signál ale v dalších letech 2011 až 2013 zmizel a poté se znovu objevil s fázovým posunem, který byl neslučitelný s planetární původem. Je možné, že podobně je tomu u Aldeberanu, který je podobným typem hvězdy (spektrální třída K5).
2019: Katja Reichert vydává se svými kolegy novou studii, která kombinujeme 165 nových měření radiální rychlosti z Lickovy observatoře se sedmi již publikovanými datovými soubory obsahujícími 373 měření radiální rychlosti. Nacházejí možnou planetu s kratší oběžnou dobou (607 dnů) a větší excentricitou (0,33). Zajímavé je, že statistická síla signálu okolo 629 dní ukazuje významný pokles. Signál dříve oznámené exoplanety Aldebaran b je dobře patrný v novějších datech ale ne v těch před rokem 2006. To rozhodně není to, co očekáváte od planety. Její signál by měl být stabilní po dlouhou dobu.
Řešením, které nejlépe vyhovuje získaným datům, je přítomnost dokonce dvou planet, ale podobný systém by nebyl stabilní. Planety by se měly pohybovat ve vzdálenosti okolo 1,5 AU a mít hmotnost několik Jupiterů. Mezi oběma by tak docházelo k významným gravitačním interakcím.
Při měření radiálních rychlostí se občas objevují falešné planety. Signál totiž mohou ovlivnit například velké hvězdné skvrny. V případě Aldebaranu je to však nepravděpodobné, protože hvězdné skvrny ovlivňují také jasnost hvězdy a ta je u Aldebaranu stabilní.
Podle studie je tak nakonec možným a zřejmě nejpravděpodobnějším vysvětlením typ hvězdných oscilací, který zatím nebyl u podobných hvězd objeven.
2020: v nové studii vyžili vědci data ze sítě družic BRITE a kanárského dalekohledu SONG a podívali se opět na hvězdné oscilace Aldebaranu. Podle nich je ale zatím předčasné říct, zda je signál pozorovaný měřením radiálních rychlostí fyzickým procesem ve hvězdě, nebo planetou.
Astronautka vyfotila z paluby ISS meteor v zemské atmosféře
Pozorovat padající hvězdy alias meteory není nic těžkého. Zejména v termínech meteorických rojů a dál od města. Co když jste ale na palubě Mezinárodní kosmické stanice?
Ani to druhé nemusí být až tak těžké. Mnohem obtížnější je meteor v atmosféře Země vyfotit. Astronautce Christině Koch se to 4. ledna povedlo. Nad Kanadou vyfotila meteor z roje Kvadrantidy.
Zrnko kosmického prachu, které má původ v jednom z asteroidů, v té době končilo svou pouť vesmírem ve výšce asi 100 km na Zemí. Mezinárodní kosmická stanice se pohybovala ještě o 320 km výše. Fotografie je složená z několika snímků. Kromě meteorů je vidět noční světla většího města. Podle webu syfy.com by mělo jít o Edmonton.
Pořídit snímek meteoru z ISS je poměrně vzácné. V roce 2011 se astronautům podařilo vyfotit dokonce slavnou Perseidu.
Pokud se budete dívat na meteorické roje ze Země, bude vám připadat, že vylétají z jednoho místa na obloze. Říká se mu radiant a podle jeho pozice se roj jmenuje. V případě Kvadrantid je situace složitější. Jejich název je odvozen podle souhvězdí Zední kvadran, které zaniklo v roce 1922, kdy Mezinárodní astronomická unie schválila zavedení 88 moderních souhvězdí. Dnes se radiant Kvadrantid nachází v souhvězdí Pastýře.
Tip:
Tip na knihu: Druhá planéta
Představte si, že najdeme stopy vyspělé civilizace na té nejméně očekávané planetě ve Sluneční soustavě… na Venuši!
Přestože píšu o exoplanetách, sci-fi čtu spíše méně a už vůbec ne z dílny českých a slovenských autorů. Možná je to předsudek, ale raději sáhnu po osvědčeném zahraničním bestselleru. Udělal jsem jednu výjimku. Vloni vyšla kniha Druhá planéta od Jany Plauchové, která pracuje v Krajskej hvezdárni a planetáriu Maximilána Hella v Žiari nad Hronom. Zmiňuji to záměrně, protože ačkoliv kniha stojí na fikci a to často dost odvážné, tak v ní najdeme podobně jako třeba v Misi Saturn realistické základy.
Děj knihy prozrazovat nebudu. Základní zápletku najdete konec konců už v úvodu článku.
Venuše, která mimochodem právě krásně září večer nad západním obzorem, je při popularizaci exoplanet hodně dobrým odstrašujícím příkladem. Podmínky na jejím povrchu jsou extrémní, ale není to dáno primárně blízkostí Slunce. Tzv. rovnovážná teplota, což je právě ta, kterou dnes dokážeme jako jedinou zjistit u potenciálně obyvatelných planet, nám v případě Venuše vychází poměrně dobře.
Skutečná teplota je však závislá na složení atmosféry, která je hlavním viníkem extrémních podmínek na povrchu Venuše. V případě exoplanet o velikosti Země ale složení atmosféry neznáme.
Existují teorie, že se na povrchu Venuše kdysi mohly nacházet podmínky vhodné k životu, z čehož vychází i děj knihy. Ten se z velké části odehrává na orbitální stanici, která okolo planety obíhá. Na povrch se člověk v knize odváží jen dvakrát. A jak se dozvíte, není to jen kvůli extrémním podmínkám v podobě teplot a tlaku. Má to ještě jeden důvod, kvůli kterému nemůže žít člověk ani na povrchu Marsu.
Venuše je dnes nehostinným ale přesto fascinujícím světem, který by mohl člověk jednoho dne skutečně prozkoumat. Na povrchu bychom nevydrželi, ale ve vysokých vrstvách atmosféry jsou teploty přijatelné. NASA už před pár lety vypracovala dokonce koncept obřích a člověkem obydlených vzducholodí.
Zatím nevíme, kdy a zda vůbec se podaří koncept přetavit (tohle slovo asi v souvislosti s Venuší není nejvhodnější) do reality. Díky knize Druhá planéta se ale můžete vy sami vydat na Venuši už dnes.
Kniha Druhá planéta je dostupná v českých internetových obchodech v klasické i elektronické podobě (v elektronické například na Martinus.cz).