Nejbohatší planetární systém, nejvzdálenější galaxie
24. 11. 2010
Astronomové Evropské jižní observatoře (ESO) pracující s hledačem planet HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) u dalekohledu La Silla v Chile objevili planetární systém s minimálně pěti planetami, které krouží kolem hvězdy podobné našemu Slunci. Vědci se domnívají, že k systému patří ještě alespoň dvě další planety, přičemž jedna z nich má tu nejnižší hmotnost, jaká kdy byla odhalena. Planety jsou navíc uspořádány podobně, jako planety naší vlastní Sluneční soustavy.
Astronomové stále posouvají hranice poznání dál a dál. K objevu sluneční soustavy bohaté na planety jim pomohl přístroj pro lov planet. U hvězdy podobné našemu Slunci jich odhalil pět. Vědci se však domnívají, že k systému patří ještě další dvě planety, přičemž jedna z nich má dosud nejnižší objevenou hmotnost. Soustava je tak co do počtu planet i zákonitosti jejich umístění velmi podobná naší Sluneční soustavě.
Tým astronomů použil spektrograf připojený k dalekohledu Evropské jižní observatoře v La Silla v Chile. HARPS je přístroj s neobyčejnou stabilitou a obrovskou přesností a je považován za nejúspěšnějšího lovce planet. Astronomové z Ženevské observatoře zkoumali hvězdu HD 10180 celých šest let. Tato Slunci podobná hvězda se nachází ve vzdálenosti 127 světelných let v souhvězdí Hydry – Vodního hada, viditelného na jižní polokouli.
Díky sto devadesáti měřením astronomové zjistili kolísání hvězdy, jaké může způsobit více planet. Pět nejsilnějších signálů odpovídá planetám s hmotností blížících se Neptunu – tedy 13 až 25 hmotnostem Země. Planety obíhají hvězdu za 6 až 600 dní. Přepokládá se, že jsou přítomné ještě další dvě planety. Jedna – podobná Saturnu – oběhne hvězdu za 2200 dní. Druhá má nejspíš hmotnost pouze o málo vyšší než Země a nachází se velmi blízko hvězdy, takže je velmi horká. Jeden „rok“ této planety trvá o něco málo déle než 1 pozemský den!
Nově objevený solární systém je jedinečný z mnoha důvodů. Především je více obsazený ve vnitřní oblasti, kde se nachází mnoho masivních planet. Navíc pravděpodobně nemá žádnou planetu podobnou Jupiteru – tedy žádného plynného obra. Všechny planety také mají téměř kruhovou oběžnou dráhu. Dynamické studie nového systému odhalily složité vzájemné působení mezi planetami i jejich vliv na další dlouhodobý vývoj.
Díky novému objevu a díky údajům z jiných planetárních systémů je jasné, že umístění planet sleduje určitou zákonitost, která existuje i v naší Sluneční soustavě. Z toho by se dalo odvodit, jak se tvoří planetární systémy obecně.
Dalším důležitým poznatkem je, že všechny velmi hmotné planetární systémy se nacházejí kolem masivních hvězd bohatých na kovy, zatímco čtyři systémy s nejnižší hmotností byly nalezeny u hvězd s nižší hmotností a nižším obsahem kovů. To také potvrzují současné teoretické modely.
Není pochyb o tom, že nyní vstupujeme do nové éry vědy o exoplanetách, tedy planetách kroužících kolem jiné hvězdy, než je naše Slunce. Místo jednotlivých planet začínáme studovat celé složité planetární systémy!
K dalšímu mimořádnému objevu patří také nález dosud nejodlehlejší galaxie. Mezinárodní tým astronomů potvrdil, že pozorují galaxii ve formě, v jaké existovala v období reionizace. V této rané době, tedy zhruba šest set miliónů let po Velkém třesku, nebyl ještě vesmír zcela průhledný. Naplňoval jej vodík, který funguje jako jakási mlha, která pohlcuje ultrafialové paprsky mladých galaxií.
Zkoumat tyto první galaxie je proto nesmírně obtížné. Když jejich původně jasné světlo dorazí k Zemi, zdá se velmi slabé. Záření navíc přichází v infračerveném oboru spektra. Jeho vlnová délka se totiž prodloužila v důsledku rozpínání vesmíru. Tento jev je známý jako rudý posuv.
Vesmír po svém počátku chladl, elektrony a protony se spojovaly a vytvářely jádra vodíku. A tento tmavý chladný plyn byl hlavní složkou vesmíru v temném věku, kdy neexistovaly zářící objekty. Tato fáze vývoje vesmíru končí vznikem prvních hvězd.
Tyto hvězdy svým intenzivním ultrafialovým zářením v éře reionizace opět oddělily elektrony od protonů, a tím zprůhlednily vodíkovou mlhu. Přes obtížné hledání raných galaxií nová kamera na Hubblově vesmírném dalekohledu objevila na počátku roku 2010 několik dobrých kandidátů. Potvrdit vzdálenost tak extrémně slabého a vzdáleného objektu však bylo nesmírně obtížné, takže se astronomové mohli spoléhat jen na ty největší současné pozemní přístroje.
Vědci použili obrovskou sběrnou plochu Velmi velkého dalekohledu a zkombinovali ji s citlivým spektrografem SINFONI pro infračervenou oblast. Nejenže pak detekovali světlo tohoto extrémně slabého zdroje, ale také změřili jeho vzdálenost. Bylo zapotřebí šestnáctihodinové doby expozice. Galaxie skutečně vykázala jen slabé záření vodíku při rudém posuvu 8,6, což znamená, že světlo opustilo galaxii, když vesmír byl jen 600 miliónů let starý.
Jednou z nejzáhadnějších věcí týkající se tohoto objevu byla skutečnost, že ultrafialové záření z galaxie není dost silné na to, aby vyčistilo vodíkovou mlhu ze svého okolí. Nejspíš se tam nacházejí i jiné menší galaxie, které pomohly vodík vyčistit. Jinak by jasné světlo z hlavní galaxie nikdy nezahájilo svoji pouť k Zemi, která trvala třináct miliard let.
Výzkum éry reionizace je už na hranici současných dalekohledů. Pro tento úkol pak bude ideální Evropský extrémně velký dalekohled.
Autor: Šárka Speváková