Zvětšit obrázek

Ilustrace mladé aktivní hvězdy s obří planetou, která se zastavila na vnitřním okraji protoplanetárního disku. Kredit – Max Planck Institute für Astronomie

Astronomové předpokládají, že nové planety vznikají srážkami a postupným „nalepováním“ prachových částic v protoplanetárních discích obklopujících velmi mladé hvězdy. Tvořící se planeta na sebe postupně nabaluje více a více materiálu z okolí místa svého vzniku. Nic ovšem netrvá nekonečně dlouho a tak i proces tvorby planet je – alespoň jak se zdá z pozorování – časově omezen. Až dosud získaná data totiž naznačují, že protoplanetární disk se během zhruba 10 miliónů let jednoduše rozptýlí. Pokud se do té doby planety u dané hvězdy nevytvoří, je tato odsouzena do role hvězdy bez planetárního systému.

Ač dosud známe asi 270 extrasolárních planet – tedy planet mimo naši Sluneční soustavu – žádná z nich neobíhá kolem velmi mladé hvězdy. Nebylo tedy možno myšlenku rychlé tvorby planet potvrdit ani vyvrátit. Většina projektů, které jsou zaměřeny na hledání extrasolárních planet, totiž pátrá v okolí starších hvězd. Je to dáno hlavně tím, že mladé hvězdy obvykle pulsují, což velmi připomíná gravitační „cloumání“ planety hvězdou. A právě na tomto principu je založena metoda radiálních rychlostí, která je až dosud zdaleka nejúspěšnější při hledání planet.

Zvětšit obrázek

Křivka radiálních rychlostí hvězdy TW Hydrae jak byla pozorována v roce 2007. Data jsou nejlépe popsána jako oscilace s periodou 3,56 dne. Kredit – Max Planck Institute für Astronomie

Tato metoda měří nepatrné změny v radiální rychlosti příslušné hvězdy – tedy té složky její rychlosti směřující k nám (či naopak od nás). Pokud totiž takovou hvězdu skutečně obíhá jedna či více planet, tak svou ač maličkou gravitační silou s hvězdou mírně posouvá. A tyto změny jsou pravidelné stejně jako je pravidelný oběh planety kolem mateřské hvězdy. Tento pohyb lze zaznamenat jako nepatrné změny polohy spektrálních čar ve spektru samotné hvězdy. Pohybuje-li se hvězda směrem k nám, jsou spektrální čáry posunuty směrem k modrému konci viditelného spektra, zatímco v opačném případě je zaznamenán tzv. rudý posuv. Nutno upozornit, že tyto změny jsou opravdu nepatrné a jen velmi citlivé spektrografy jsou schopny je zaznamenat.

Tým vedený Johnym Setiawanem (Max Planck Institut für Astronomie, Heidelberg) se zaměřil právě na mladé hvězdy navzdory riziku, že jejich aktivita zastíní projevy přítomnosti planet.

Zvětšit obrázek

2.2m dalekohled na Evropské jižní observatoři v La Silla v Chile. Kredit – ESO

Za pomoci spektrografu Feros spojeného s 2,2m dalekohledem na observatoři La Silla v Chile sledovali na 200 mladých hvězd. „Když jsme monitorovali radiální rychlosti TW Hydrae, zaznamenali jsme periodické oscilace které nemohou pocházet z aktivity hvězdy a které ukazují na přítomnost planety,“ uvedl Johny Setiawan.

Nově objevená planeta je poměrně těžká – její hmotnost činí zhruba deset hmotností Jupitera. Zároveň obíhá extrémně blízko mateřské hvězdy, pouhých 6 miliónů kilometrů, což jsou jen 4% oběžné vzdálenosti Země od Slunce. Jeden rok na planetě označené TW Hydrae b trvá jenom 3,56 pozemského dne.

Vědci se domnívají, že planeta vznikla mnohem dále od hvězdy než jaká je její současná poloha. Mohlo to být někde mezi vzdálenostmi Země a Jupitera od Slunce v naší planetární soustavě. Zde bylo k dispozici mnohem více materiálu pro vznik takto velké planety. Gravitační interakcí se zbytkem disku pomalu ztrácela orbitální energii a postupně se přibližovala svému slunci. Tento přesun byl poměrně rychlý, po 100 tisících letech planeta dosáhla oblasti bez prachu a plynu a zde se „zastavila“.

Význam tohoto objevu potvrzuje i Scott Kenyon (Smithsonian Astrophysical Observatory,  Cambridge, USA), který se zabývá vznikem planet a nebyl členem objevitelského týmu. Podle něj je planeta TW Hydrae b přesně tam kde jsou pozorovány i jiné horké Jupitery, jak jsou takové planety nazývány. „Vyvozuji z toho dva závěry: Jupiter musí vzniknout během 10 miliónů let a musí se přesunout na své místo rovněž během 10 miliónů let,“ říká Scott Kenyon.

To jsou myšlenky, které sdílí řada astronomů, ale teprve nyní máme před sebou první konkrétní příklad, jež tento názor potvrzuje.

Zdroj:
Max Planck Institute für Astronomie
Newscientist.com