Má tato exoplaneta sourozence sdílejícího stejnou oběžnou dráhu?

Pomocí radioteleskopu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) astronomové našli možného „sourozence“ planety obíhající kolem vzdálené hvězdy PDS 70. Tým objevil oblak trosek, který by mohl sdílet oběžnou dráhu této planety a který, jak věří, by mohl být stavebními kameny nové planety nebo zbytky planety již vytvořené. Pokud by se tento objev potvrdil, byl by dosud nejsilnějším důkazem toho, že dvě exoplanety mohou sdílet jednu oběžnou dráhu.

„Před dvěma desetiletími bylo teoreticky předpovězeno, že páry planet podobné hmotnosti mohou sdílet stejnou oběžnou dráhu kolem své hvězdy, takzvaných trojanských nebo ko-orbitálních planet. Poprvé jsme našli důkazy ve prospěch této myšlenky,“ říká Olga Balsalobre-Ruza, studentka Centra pro astrobiologii v Madridu ve Španělsku, která vedla článek publikovaný v Astronomy & Astrophysics.

Trojané, tělesa obíhající na stejné dráze jako planeta, jsou běžná v naší vlastní Sluneční soustavě; nejznámějším příkladem jsou trojané – asteroidy Jupiteru – více než 12 000 kamenných těles, která se nacházejí na stejné dráze kolem Slunce jako plynný obr. Astronomové předpověděli, že zejména trojanské planety by mohly existovat také kolem jiné hvězdy, než je naše Slunce, ale důkazy pro ně jsou omezené. „Exotrojané [trojanské planety mimo Sluneční soustavu] byly dosud jako jednorožci: teorie jim umožňuje existovat, ale nikdo je nikdy nezjistil,“ říká spoluautor studie Jorge Lillo-Box, vedoucí výzkumník z Centra pro astrobiologii.

Nyní mezinárodní tým vědců použil radioteleskop ALMA, jehož je ESO partnerem, k nalezení dosud nejsilnějšího pozorovacího důkazu, že by trojanské planety mohly existovat – a to v systému PDS 70. O této mladé hvězdě je známo, že hostí dvě obří planety podobné Jupiteru, PDS 70 b a PDS 70 c. Analýzou archivních pozorování tohoto systému tým ALMA zahlédl mrak trosek v místě na oběžné dráze PDS 70 b, kde se očekává přítomnost trojanů.

Trojané okupují takzvané Lagrangeovy zóny, dvě rozšířené oblasti na oběžné dráze planety, kde může kombinovaná gravitační síla hvězdy a planety zachytit materiál. Při studiu těchto dvou oblastí oběžné dráhy PDS 70 b astronomové zaznamenali slabý signál z jedné z nich, což naznačuje, že by se tam mohl nacházet mrak trosek až zhruba o dvojnásobné hmotnosti našeho Měsíce.

Tým věří, že tento oblak trosek by mohl ukazovat na existující trojany v tomto systému nebo na planetu v procesu formování. „Kdo by si dokázal představit dva světy, které sdílejí dobu trvání roku a podmínky obyvatelnosti? Naše práce je prvním důkazem, že by takový svět mohl existovat,“ říká Balsalobre-Ruza. „Dokážeme si představit, že planeta může sdílet svou oběžnou dráhu s tisíci asteroidů jako v případě Jupiteru, ale je zřejmé, že i planety mohou sdílet stejnou dráhu.“

„Náš výzkum je prvním krokem k hledání ko-orbitálních planet ve velmi rané fázi jejich formování,“ říká spoluautorka studie Nuria Huélamo, vedoucí výzkumná pracovnice Centra pro astrobiologii. „Otevírá to nové otázky týkající se utváření trojanů, jak se vyvíjejí a jak často se vyskytují v různých planetárních systémech,“ dodává Itziar De Gregorio-Monsalvo, vedoucí ESO z Úřadu pro vědu v Chile, který se také podílel na tomto výzkumu.

Aby tým plně potvrdil svou detekci, bude muset počkat až do roku 2026, kdy se na hvězdu znovu zaměří radioteleskop ALMA, aby zjistil, zda se PDS 70 b i jeho sourozenecký oblak trosek významně pohybují po své oběžné dráze kolem hvězdy. „Byl by to průlom v exoplanetární oblasti,“ říká Balsalobre-Ruza.

„Budoucnost tohoto tématu je velmi vzrušující a těšíme se na rozšířené schopnosti ALMA plánované na rok 2030, které dramaticky zlepší schopnost pole radioteleskopů charakterizovat trojany u mnoha dalších hvězd,“ uzavírá De Gregorio-Monsalvo.

Zdroj: https://www.eso.org/public/news/eso2311/ a https://www.almaobservatory.org/en/press-releases/does-this-exoplanet-have-a-sibling-sharing-the-same-orbit/

autor: František Martinek