Kepler-11: planetární soustava s šesti planetami

Astronomická družice s názvem Kepler (NASA, start 7. 3. 2009) objevila první kandidáty na exoplanety velikosti Země a první pravděpodobné exoplanety obíhající v tzv. obyvatelné zóně, což je oblast v okolí hvězdy, kde může na povrchu planety existovat voda v kapalném stavu. Pět z předpokládaných exoplanet jsou tělesa o velikosti srovnatelné se Zemí a obíhající v obyvatelné zóně menších a chladnějších hvězd, než je naše Slunce.

Objevené exoplanety vyžadují další následná pozorování, aby bylo možné ověřit, zda se skutečně jedná o planety. Kosmická observatoř Kepler také objevila šest definitivně potvrzených planet obíhajících kolem hvězdy podobné Slunci s názvem Kepler-11. Jedná se o největší skupinu tzv. tranzitujících planet obíhajících kolem osamělé hvězdy, které byly objeveny mimo naši Sluneční soustavu.

Uvedené objevy jsou jen nepatrnou částí několika stovek předpokládaných exoplanet, identifikovaných v datech z družice Kepler. Tyto objevy zvyšují počet předpokládaných planet objevených družicí Kepler na 1235. Z nově objevených exoplanet má 68 rozměry srovnatelné se Zemí (velikost méně než 1,25 průměru Země); 288 jsou tzv. super-Země (průměr 1,25 až 2 průměry Země); 662 exoplanet má velikost Neptunu; 165 má velikost srovnatelnou s planetou Jupiter a 19 je větších než Jupiter. Z 54 pravděpodobných exoplanet objevených v tzv. obyvatelné zóně má pět těles velikost srovnatelnou se Zemí. Zbývajících 49 kandidátů na exoplanety kroužících v obyvatelné zóně má rozměry v rozsahu od 2 průměrů Země až po průměr větší než planeta Jupiter.

Tyto publikované objevy byly získány na základě měření, která družice Kepler prováděla v období od 12. května do 17. září 2009 na vzorku více než 156 000 hvězd v zorném poli družice, jehož velikost pokrývá přibližně 1/400 oblohy.

„Skutečnost, že jsme objevili tak mnoho kandidátů na exoplanety v tak malé části oblohy vede k závěru, že v naší Galaxii existuje bezpočet planet obíhajících kolem hvězd podobných Slunci,“ říká William Borucki (NASA, Ames Research Center, Moffett Field, Kalifornie). „Objevili jsme 68 pravděpodobných exoplanet velikosti Země a dále jsme objevili 54 možných planet v obyvatelné zóně, přičemž některé z nich mohou vlastnit měsíce s kapalnou vodou na povrchu.“

Mezi hvězdami, u nichž byli objeveni kandidáti na exoplanety, vykazuje 170 z nich přítomnost většího počtu planet. Například hvězda Kepler-11, vzdálená od Země přibližně 2 000 světelných let, má rozměrově nejmenší planetární soustavu, jaká byla doposud objevena. Pokud bychom umístili planetární systém u hvězdy Kepler-11 do naší Sluneční soustavy, potom by exoplaneta s označením Kepler-11g obíhala mezi drahami Merkuru a Venuše, zbývajících 5 exoplanet by kroužilo uvnitř dráhy Merkuru. Tyto exoplanety mají oběžné periody mezi 10 a 47 dny, zatímco exoplaneta Kepler-11g oběhne kolem mateřské hvězdy jednou za 118 dnů.

„Kepler-11 je pozoruhodný systém, jehož uspořádání a dynamika poskytují klíč k jeho vzniku,“ říká Jack Lissauer, planetolog na Ames Research Center. „Těchto 6 planet je směsicí horniny a plynů, možná je i přítomnost vody. Kamenný materiál představuje většinu hmotnosti planet, zatímco plyny dodávají planetám jejich větší objem. Na základě určení průměru a hmotnosti pěti vnitřních planet jsme vypočítali, že patří mezi planety s nejmenší hmotností za hranicemi Sluneční soustavy.“

Všechny exoplanety, které obíhají kolem hvězdy Kepler-11, jsou větší než Země. Největší z nich je svým průměrem srovnatelná s planetami Uran či Neptun. Nejvnitřnější exoplaneta pojmenovaná Kepler-11b, obíhá kolem své hvězdy 10krát blíže než Země kolem Slunce. Dále od hvězdy krouží postupně exoplanety pojmenované Kepler-11c, Kepler-11d, Kepler-11e, Kepler-11f a v největší vzdálenosti planeta Kepler-11g, která obíhá kolem mateřské hvězdy přibližně v poloviční vzdálenosti Země od Slunce.

Exoplanety Kepler-11d, Kepler-11e a Kepler-11f jsou složeny převážně z lehkých plynů, což naznačuje, že vznikly během několika prvních miliónů roků formování planetární soustavy.

Kepler je kosmická observatoř, zaznamenávající přítomnost exoplanet na základě měření nepatrných poklesů jasnosti hvězd, které jsou způsobovány přechody planet před jejich kotoučky. Takovýto úkaz je označován jako tranzit. Protože tranzity planet v obyvatelné zóně hvězd podobných Slunci nastávají přibližně jednou za rok a jsou požadovány tři pozorované tranzity pro potvrzení objevu, jsou nutné tři roky pozorování k nalezení a potvrzení planety velikosti Země obíhající hvězdu podobnou Slunci. Takováto měření jsou však velmi náročná. Planeta velikosti Země, která přechází před kotoučkem hvězdy podobné Slunci, způsobí pokles její jasnosti o méně než setinu procenta.

Vědecký tým družice Kepler využívá rovněž základnu pozemních dalekohledů a infračervenou kosmickou observatoř Spitzer Space Telescope k přezkoumání kandidátů na exoplanety a k potvrzení jejich existence, stejně tak dalších objektů vzbuzujících zájem, které družice Kepler objevila. Hvězdné pole, které družice Kepler sleduje, se nachází v souhvězdích Labuť a Lyra. Údaje zjištěné při těchto pozorováních pomáhají rozhodnout, kteří kandidáti na exoplanety mohou být potvrzeni jako skutečné planety.

Kromě jiného družice Kepler identifikovala zatím rovněž 1 879 zákrytových dvojhvězd.

Zdroj: http://kepler.nasa.gov/news/index.cfm?FuseAction=ShowNews&NewsID=98

autor: František Martinek