Objevena exoplaneta typu mega-země

Astronomové oznámili, že se jim podařilo objevit nový typ exoplanety – kamenné těleso o hmotnosti srovnatelné se 17násobkem hmotnosti Země. Teoretikové se domnívali, že takové planety nemohou vzniknout, protože jakékoliv tak robustní těleso by zachytilo plynný vodík z okolí během svého růstu a vytvořilo by obří plynnou planetu podobnou Jupiteru. Tato planeta je kamenným tělesem a je mnohem větší než doposud objevené „super-země“. Nově objevená exoplaneta dostala přídomek „mega-země“.

„Byli jsme velmi překvapeni, když jsme si uvědomili, co jsme vlastně objevili,“ říká astronom Xavier Dumusque, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), vedoucí analýzy dat a objevitel nové exoplanety.

„Toto je Godzilla mezi planetami podobnými Zemi,“ dodává Dimitar Sasselov, vědecký pracovník CfA, ředitel Harvard Origins of Life Initiative. „Avšak na rozdíl od tohoto monstra má planeta Kepler-10c pozitivní důsledky pro život.“

Nově objevená mega-země s názvem Kepler-10c obíhá kolem hvězdy podobné Slunci v periodě 45 dnů. Od Země je vzdálena 560 světelných roků a její poloha se promítá do souhvězdí Draka. V planetární soustavě se nachází ještě planeta Kepler-10b, která je pouze 3krát hmotnější než Země. Jeden oběh kolem mateřské hvězdy vykoná za 20 hodin. Vzhledem k malé vzdálenosti od hvězdy je její povrch zřejmě pokryt proudy lávy.

Exoplaneta Kepler-10c byla objevena pomocí kosmické observatoře Kepler. Ta pátrá po exoplanetách pomocí metody, která využívá tzv. tranzity, tj. přechody planet před mateřskou hvězdou. V okamžiku, kdy planeta zastíní hvězdu, dojde k nepatrnému – ale měřitelnému – poklesu jasnosti hvězdy. Na základě změřeného poklesu jasnosti mohou astronomové vypočítat průměr planety. Tato pozorování nám však neřeknou, zda se jedná o planetu kamennou či plynnou.

Bylo zjištěno, že průměr planety Kepler-10c zhruba 2,3krát převyšuje průměr Země. Z toho vyplývá, že spadá do kategorie planet označovaných jako „mini-neptun“, které jsou obklopeny hustou plynnou atmosférou.

Výzkumný tým následně použil přístroj HARPS-North na dalekohledu Telescopio Nazionale Galileo (TNG) na Kanárských ostrovech k určení hmotnosti planety Kepler-10c. Astronomové zjistili, že „váží“ 17krát více než Země – tedy mnohem více, než se očekávalo. Z toho vyplývá, že Kepler-10c musí být hustou kamennou exoplanetou nebo složenou z jiných pevných látek.

„Planeta Kepler-10c nemohla postupem času ztratit svoji atmosféru. Je dostatečně hmotná na to, aby si udržela vzdušný obal, pokud by jej vlastnila,“ vysvětluje Xavier Dumusque. „Musela se zformovat v podobě, v jaké ji pozorujeme dnes.“

Teorie vzniku planet jen obtížně vysvětlují, jak se mohlo tak velké kamenné těleso zformovat. Avšak nová pozorování naznačují, že se nejedná o případ ojedinělý.

Astronom Lars A. Buchhave (CfA) objevil korelaci mezi oběžnou periodou planety (dobou oběhu kolem hvězdy) a velikostí, při které se planeta mění z kamenné na plynnou. To znamená, že mohou být objeveny další mega-země, až „lovci exoplanet“ rozšíří pozorovatelská data k delším oběžným periodám exoplanet.

Zjištění, že planeta Kepler-10c je ve skutečnosti mega-země, má také hluboký dopad na historii vesmíru a pravděpodobnost výskytu života. Stáří hvězdy Kepler-10 je přibližně 11 miliard roků, což znamená, že vznikla méně než 3 miliardy roků po velkém třesku.

Mladý vesmír však obsahoval pouze vodík a hélium. Těžké prvky potřebné ke zrodu kamenných planet, jako je křemík a železo, mohly být vytvořeny v nitrech prvních generací hvězd. Když tyto hvězdy explodovaly, rozptýlily klíčové ingredience po okolním vesmíru, odkud mohly být využity při vzniku pozdějších generací hvězd a planet.

Tento proces mohl trvat miliardy roků. Avšak exoplaneta Kepler-10c ukazuje, že vesmír byl schopen vytvořit tak obrovská kamenná tělesa dokonce v době, kdy ještě těžké prvky byly nedostatkovým zbožím.

„Objev exoplanety Kepler-10c naznačuje, že kamenné planety mohly vznikat mnohem dříve, než jsme si donedávna představovali. A jestliže mohly vznikat kamenná tělesa, mohl vzniknout i život,“ dodává Dimitar Sasselov.

Tento výzkum naznačuje, že astronomové nemohou opomíjet staré hvězdy při pátrání po exoplanetách podobných Zemi. A pokud i staré hvězdy mohou hostit planety typu Země, pak máme ještě větší šanci vypátrat obyvatelné planety v blízkém vesmírném okolí.

Zdroj: http://www.cfa.harvard.edu/news/2014-14 a http://kepler.nasa.gov/Mission/discoveries/kepler10c/

autor: František Martinek