Jak dlouho trvá „rok“ na exoplanetách? Doba oběhu zdánlivě kolísá v řádu dní

Ke zběsilému tanci obrů vědci připodobňují jev, který zaznamenali v exoplanetárním systému TOI-4504. Mezi jeho dvěma plynnými planetami, podobnými našemu Jupiteru, dochází k dosud nejsilnější pozorované gravitační interakci. Objev umožní lépe porozumět formování a vývoji planetárních soustav. Tým vedený vědci z Astronomického ústavu AV ČR jev popsal v časopise Astrophysical Journal Letters.

V hloubi vesmíru dochází k zajímavému chování dvou obřích planet. Jako by byly partnery v tanci, byť se nikdy nedotknou. Většinu času tančí na vesmírném parketu sóla daleko od sebe, ale jakmile se přiblíží, táhne je to k sobě vší silou jejich gravitačních polí. Přitažlivost mezi nimi je tak intenzivní, že je vytrhne z rytmu a ke svému původnímu sólu se vrací až po chvíli. Vědci z Astronomického ústavu AV ČR zaznamenali neuvěřitelně výrazné změny v geometrii a parametrech dráhy exoplanetárních tanečníků, které vedou ke zdánlivé pozorované změně periody v řádu dní.

Zákryty v Lodním kýlu
Planety nacházející se mimo Sluneční soustavu nazýváme exoplanety. Obíhají jinou hvězdu ve vzdálených systémech. Hledat nové vesmírné světy má za cíl už od roku 2018 satelit TESS, vypuštěný americkou agenturou NASA. Tím se odstartovala nová éra výzkumu těchto těles. Pomocí čtyř vestavěných kamer pátrá TESS po tranzitech – poklesech jasnosti hvězd v důsledku clonění obíhající exoplanety. Výsledky aktuálního výzkumu doplňuje i analýza spekter ze spektrografu FEROS na dalekohledu s průměrem 2,2 m umístěným v Chile.

Pomocí těchto metod astronomové objevili planetární systém TOI-4504 v souhvězdí Lodní kýl na jižní obloze. Skládá se ze dvou planet o něco větších než náš Jupiter a jednoho miniaturního Neptunu.

Planeta s označením TOI-4504 c je z nich nejtěžší – skoro čtyřikrát hmotnější než náš Jupiter (byť velikostně téměř stejná). Satelit TESS zaznamenal, že svou mateřskou hvězdu zakryje zhruba jednou za 82 dní. Jeho oběžnou dráhu ovšem gravitačně ovlivňuje netranzitující planeta TOI-4504 d s hmotností 1,4x větší, než je hmotnost Jupitera, a způsobuje tak dřívější nebo pozdější okamžiky průchodu „céčka“ před hvězdou. Lišit se mohou až o čtyři dny, což je doposud nejvýraznější rozkolísání v době oběhu exoplanety.

Rekordy ve vesmíru
„Byli jsme velmi překvapeni, když jsme detekovali změny s tak velkou amplitudou. Dosavadní rekordman měl totiž amplitudu změn poloviční a jednalo se o úplně jiný typ planety,“ říká hlavní autorka studie Michaela Vítková z Astronomického ústavu AV ČR v Ondřejově.

Změny okamžiků tranzitů jsou zvláště výrazné u planet, které jsou v tzv. rezonanci. To znamená, že periody jejich oběžných dob jsou v poměru malých celých čísel. To je i případ planet TOI-4504 c a d, které mají poměry oběžných dob blízko k 2:1.

Systémy s hmotnými planetami na drahách s periodami v řádu desítek dní jsou pro astronomy nesmírně důležité, protože mohou napovědět něco o historii a evoluci planetárních systémů. Zdá se totiž, že chování „céčka“ a „déčka“ v soustavě TOI-4504 má kořeny hluboko v minulosti a souvisí s formováním těles z prachu a plynu rotujícího okolo mateřské hvězdy, případně s migrací již vzniklých protoplanet.

TOI-4504 navíc na vnitřní orbitě hostí i malou planetu o velikosti mezi Zemí a Neptunem s periodou oběhu 2,4 dne. Tento planetární systém tak ještě nevydal všechna svá tajemství.

O výzkumu exoplanet jsme psali v magazínu A / Věda a výzkum 3/2019 v článku Nová Země na obzoru.

3/2019 (verze k listování)
3/2019 (verze ke stažení)

Mnoho zajímavostí prozradí i videa ze série Lovci exoplanet.

Text: Jana Bečvářová, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, s využitím tiskové zprávy Astronomického ústavu AV ČR
Foto: archiv ASÚ AV ČR (úvodní foto – umělecká představa systému TOI-4504 vygenerovaná DeepAI)

 Text je uvolněn pod svobodnou licencí Creative Commons.

Přečtěte si také

• Jak vyztužit lidské tělo prostřednictvím biodegradabilních kovů
• Vidět znamená věřit. Altermagnetismus dokazují první mikroskopické snímky
• Epileptický záchvat nepřichází vždy zčistajasna, říká Jaroslav Hlinka
• V Praze odstartovala největší mezinárodní konference o materiálovém modelování
• Z čeho se skládá kosmické záření? Napoví přelomová metoda českého fyzika
• Tuk je možné vydolovat i z tisíce let staré keramiky, říká Veronika Brychová
• Svérázná říše umělé inteligence. Máme se jako lidstvo bát, nebo být nadšení?
• Přelomové datování. První lidé přišli do Evropy už před 1,4 milionu let
• Přitažlivá nepřitažlivost. Vědci experimentálně potvrdili novou formu magnetismu
• Krása neviditelného krystalu. Jak se zkoumá skrytý svět atomů a molekul