Planetární soustava z úsvitu vesmíru  
Hvězda HIP 11952 ze souhvězdí Velryby asi i se svými planetami vznikla před 12,8 miliardami let. Od zvědavých astronomů je teď vzdálená jen příjemných 376 světelných let.

 

Zvětšit obrázek
Starodávný svět soustavy HIP 11952. Vzdálenosti planet nejsou v měřítku. Kredit: Timotheos Samartzidis, Max-Planck-Gesellschaft.

Výzkum planet Mléčné dráhy je sice ještě v plenkách, přesto už ale k dnešnímu dni máme přes 750 potvrzených exoplanet a také tisíce horkých kandidátů na tento čestný titul. Vzhledem k odhadovaným počtům planet v naší galaxii to není zatím nijak moc, nicméně si už můžeme poskládat nějakou představu o vzniku a vývoji planetárních systémů. Například se jakžtakž shodneme, že planety vznikají v protoplanetárním disku postupným nabalováním hmoty, tak trochu jako koule při konstrukci sněhuláka.

 

Zvětšit obrázek
Johny Setiawan. Kredit: J. Setiawan, MPIA

Odborníci mají také za to, že planety vznikají ochotněji u hvězd s vyšší metalicitou, tedy s vyšším obsahem chemických prvků těžších než vodík a helium. Zároveň víme, že prakticky žádné těžší chemické prvky nestvořil Velký třesk, ale že je postupně grilují obrovité hvězdy, když končí svojí velice krátkou hvězdnou kariéru neuvěřitelnou explozí supernovy. S tím, jak náš vesmír stárne, v něm těžších prvků přibývá a metalicita hvězd se s časem tím pádem zvyšuje. Z toho všeho se nám rýsuje velice zajímavá otázka – existuje v historii našeho vesmíru okamžik, před nímž byla metalicita hvězd tak nízká, že kolem nich planety prostě ještě nemohly vzniknout? A pokud takový moment existuje, tak kdy to bylo?

 

V posledních dnech se objevila studie, která k tomuhle problému může ledacos říct. Má ji na svědomí tým astronomů, který vedl Johny Setiawan z německého Max Planck Institute for Astronomy. Během výzkum,u zacíleného právě na planetární systémy hvězd s nízkou metalicitou, se jim povedlo ulovit bílou hvězdu spektrální třídy F ze souhvězdí Velryby (Cetus), o něco málo lehčí a o něco větší než Slunce, pojmenovanou HIP 11952 a vzdálenou od Země 376 světelných let. Kolem této hvězdy obíhají minimálně dvě planety – plynní obři typu Jupiter HIP 11952b a HIP 11952c. Setiawan a spol. je našli při pozorováních v letech 2009 až 2011, s pomocí velmi sofistikovaného spektrografu FEROS (Fiber-fed Extended Range Optical Spectrograph), který je nainstalován na 2,2 m teleskopu chilské observatoře ESO La Silla. Podle toho, co víme, tak zmíněné planety o hmotnosti 0,8 Jupitera a 2,9 Jupitera obíhají kolem hvězdy jednou za necelých 7 dní a jednou za přibližně 290 dní. Bližší z nich je samozřejmě horký jupiter.

 

 

Zvětšit obrázek
Traktor přiváží spektrograf FEROS na místo určení. Kredit: ESO.

Na první pohled nejsou nijak zvláštní, vtip je ale v tom, že jejich mateřská hvězda má extrémně nízkou metalicitu, jen zlomek metalicity našeho Slunce, a je taky velice stará. Pokud se nemýlíme, tak jí je zhruba 12,8 miliard let a stejně staré by měly být i její planety. V takovém případě to je nejstarší známý planetární systém. Vesmír je samozřejmě nevypočitatelný a může se v něm přihodit asi úplně všechno, takže nelze úplně vyloučit možnost, že by hvězda HIP 11952 pozorované planety získala nějakým podloudným způsobem až později, není to ale asi příliš pravděpodobné. Podle všeho se tahle hvězda a její souputníci zformovali, když byl náš vesmír ještě rozcuchané mládě.

 

Zvětšit obrázek
Observatoř La Silla nad pouští Atacama, Chile. Kredit: ESO.

Hodnocení metalicity hvězd je samozřejmě relativní a záleží na tom, o jakém vesmíru mluvíme. Podle Setiawana a spol. byla HIP 11952 v době svého vzniku naopak hvězdou s hodně vysokou metalicitou, na tehdejší poměry. Vzhledem k nenasytnosti Mléčné dráhy je prý také docela možné, že se hvězda HIP 11952 nezrodila v naší galaxii, ale v nějaké jiné trpasličí galaxii poblíž, kterou pak Mléčná dráha slupla jako malinu.

 

Můžeme si jen gratulovat, že tak stařičký planetární systém máme skoro za rohem, kde je pohodlně přístupný dalšímu pozorování. Měli bychom si ale pospíšit, protože HIP 11952 je velmi blízko konci života v roli hvězdy a brzy se nafoukne do podoby červeného obra a sežehne všechny planety, které budou příliš blízko. Setiawanův tým a jistě i další astronomové se teď příjemně namlsali a s chutí se pustí do hledání dalších, podobně extrémních hvězd. Když to takhle půjde dál, tak budeme postupně schopní slušně vypilovat naše teorie popisující vznik hvězd a jejich planetárních systémů. Teď je vcelku jasné, že planety vznikaly velice záhy, ve velmi mladém vesmíru.


Prameny: Max-Planck-Gesellschaft 29.3. 2012, Wikipedia (HIP 11952).

 

Datum: 30.03.2012 11:11
Tisk článku

Související články:

Tři superzemě v obyvatelné zóně u Gliese 667C     Autor: Stanislav Mihulka (26.06.2013)
Pozemské bakterie mohly doletět na Titan     Autor: Jaroslav Petr (19.03.2006)
Objevena planeta podobná Zemi     Autor: Miroslava Hromadová (26.01.2006)
Existují planety u hnědých trpaslíků?     Autor: Miroslava Hromadová (23.10.2005)
Vesmírné cigáro     Autor: Jaroslav Petr (10.09.2005)



Diskuze:

dotaz

Mojmir Kosco,2012-03-31 10:13:08

Ta hvězdná soustava vůčí nám vykazuje rudý nebo modrý posun ?

Odpovědět


...

Vít Výmola,2012-03-31 18:16:05

Odpovědět


,,,

Vít Výmola,2012-03-31 18:17:46

Jelikož má podle wiki radiální rychlost kladnou, tak tedy červený posuv.

Odpovědět

Vladimír Němec,2012-03-30 14:13:46

Je pravda, že těžším prvkem může být i helium, ale domníval jsem se, že když se hovoří o metalicitě, jde o prvky poněkud dále v tabulce (vlastně tvoří kamenné planety), tedy o prvky, které nevznikají při té reakci, která uvolňuje energii, ale naopak (nebo spíš také) při reakcích energii spotřebovávajících. Takové reakce bych čekal víceméně statisticky náhodně rozložené po celou dobu života slunce.
Taktéž souhlasím, že se těžší prvky "pomalu" dostávají k povrchu - to ale je problém všech hvězd - a čím starší, tím víc "promíchané" budou.

Odpovědět


Roman Rodak,2012-03-30 16:02:53

asi sme sa nepochopili. helium sa praveze nerata pod metalicke prvky - hviezda cisto z vodika a helia by mala metalicitu uvedenu 0,000...
teda takmer pocas celeho zivota hviezdy sa v nej z vodika tvori helium, ktore sa sice moze dostat k povrchu, ale metalicitu nezvysuje. tazsie prvky sa zacnu tvorit az na sklonku zivota hviezdy a nestihnu "vyplavat" na povrch kde by sme ich mohli detekovat. teda k vasmu povodnemu prispevku - neplati ani moznost a) ani b). tretia moznost je, ze hviezda bola vytvorena v pociatkoch vesmiru a preziva s konstantnou metalicitou dodnes, pretoze tazsie prvky ako helium tvori v minimalnej miere a aj ked nejake vytvori, su uveznene v jej jadre.

Odpovědět


Ono to je trochu jinak

Pavel A1,2012-03-31 16:10:53

Za prvé si musíme ujasnit co to metalicita hvězdy je. Pro astronomy je kovem každý prvek těžší než helium a metalicita tedy udává obsah prvků těžších než helium.

A za druhé není pravda, že ve hvězdě vznikají ty "kovy" průběžně. Ono to jde po etapách. Napřed spaluje vodík a vzniká helium. To trvá stovky miliónů až miliardy let, podle hmotnosti té hvězdy. Až když hvězda nemá dost vodíku, začne spalovat helium na uhlík a křemík, to trvá stovky tisíc let. Až spálí helium, začne si topit uhlíkem, ale ten už spálí za několik let a poslední fáze, ve které vzniká železo, trvá už jen několik minut. To znamená, že metalicita hvězdy je po drtivou většinu jejího života konstantní a začne růst až krátce před koncem jejího života.

Prvky těžší než železo pak vznikají jen při výbuchu supernov.

Odpovědět


Pavel A1

Barak Obava,2012-04-05 11:06:11

Můžete to trochu rozvést? Není mi jasný mechanismus, který zajistí, že se helium začne spalovat až po té, co dojde vodík.

Odpovědět


Re:

Vít Výmola,2012-04-05 12:35:30

Jde o podmínky, za kterých je tato reakce schopná započít a probíhat. Konkrétně je to tlak a teplota. Během spalování vodíku panuje ve hvězdách rovnováha mezi tlakem záření a gravitačními silami - tím hvězda udržuje svůj průměr. Zároveň podmínky ve hvězdě neumožňují spalování hélia, není na to dostatečná teplota (a koneckonců ani dost hélia). Jakmile ale vodíková reakce pohasne, tlak záření poklesne a hvězda se začne smršťovat. Tím dochází ke zvyšování tlaku a hlavně teploty. Pokud je hvězda dostatečně hmotná, pak se tyto veličiny zvýší natolik, že se zažehne spalování hélia. Tím je opět obnovena rovnováha tlaku a gravitace, ovšem ten tlak je nyní jiný, takže hvězda dosáhne jiného stabilního průměru. Pak se to opakuje až k železu, které už spalovat nelze.
Kdyžtak mě někdo opravte, pokud jsem napsal něco moc nepřesně nebo zjednodušeně. :)

Odpovědět


Ano tak

Pavel A1,2012-04-05 18:41:18

Pan Výmola to popsal správně. Pokud chcete podrobnější popis, tak si přečtěte třeba http://www.aldebaran.cz/bulletin/2012_09_bum.php nebo zkuste anglickou wikipedii http://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_evolution?oldid=398552572.

Odpovědět

????

Vladimír Němec,2012-03-30 12:32:10

Mám jen laickou představu, ale něco se mi nezdá.
Předpoklad: Těžší prvky vznikají při jaderných reakcích v nitru hvězd a výbuchem supernovy jsou rozmetány do okolí, kde se z nich "zrodí" nové hvězdy a planety.
Je to OK? Potom by ale mělo platit, že čím déle bude hvězda "žít", tím více těžších prvků v sobě má!!!
Takže pokud dnes vidím relativně blízký systém s nízkou metalicitou, chápal bych to tak, že a)je velice mladý a b)byl vytvořen z nějakého "zbytku" původní hmoty.
V čem se mýlím?

Odpovědět


Roman Rodak,2012-03-30 13:13:15

po prve, tazsim prvkom v pripade beznej hviezdy je helium, ktore sa ako jedine tvori pocas 99% jej zivota. na tvorbu litia a dalsich je treba ovela vyssie teploty, ktore ku koncu zivota hviezdy v jadre stupaju k desiatkam miliard kelvinov. to plati pre tie hviezdy, ktore sa nafukuju na obrov, pripadne vybuchuju ako supernovy. po druhe aj ked tazsie prvky v jadre vzniknu, len pomaly sa dostavaju k povrchu kde by sme ich mohli zachytit v spektre ziarenia. svetlo ktorym hviezda svieti nepochadza priamo z jadra, ale ziari fotosfera a ta nevie nic o tom co sa nachadza v jadre

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz