Planetární soustava s exoplanetou menší než Merkur

Astronomové objevili novou planetární soustavu, která obsahuje hvězdu podobnou Slunci, a také nejmenší exoplanetu, jaká byla doposud zaznamenána. Objev byl uskutečněn na základě pozorování uskutečněných astronomickou družicí NASA s názvem Kepler.

Nově objevené planety obíhají kolem hvězdy pojmenované Kepler-37, která se nachází v souhvězdí Lyry a od Země ji dělí vzdálenost 210 světelných roků. Nejmenší planeta s označením Kepler-37b je jen nepatrně větší než náš Měsíc; její velikost odpovídá zhruba jedné třetině průměru Země. Je tedy menší než planeta Merkur.

Exoplaneta velikosti našeho Měsíce a další dvě planety byly objeveny při vyhodnocování dat z družice Kepler, jejímž hlavním cílem je pátrat po planetách velikosti Země, které obíhají kolem mateřských hvězd ve vzdálenostech označovaných jako obyvatelná zóna. Jedná se o oblast v okolí hvězdy, kde na povrchu přítomných planet panují podmínky vhodné pro existenci kapalné vody. Zatímco hvězda Kepler-37 je podobná Slunci, nová planetární soustava je naprosto odlišná od Sluneční soustavy, ve které žijeme.

Astronomové se domnívají, že planeta Kepler-37b nemá žádnou atmosféru, a tudíž na ní nemůže existovat život v podobě, jaký známe na Zemi. Maličká planeta je skoro určitě kamenným tělesem. Planeta Kepler-37c je poněkud menší než Venuše – její průměr odpovídá asi třem čtvrtinám průměru Země. Exoplaneta Kepler-37d obíhá nejdále ze všech doposud známých planet a je asi dvakrát větší než naše Země.

První exoplanety objevené u jiných hvězd než Slunce patřily do skupiny plynných obrů. Jak se zdokonalovala technika a pozorovací metody, byly objevovány stále menší a menší planety. Družice Kepler dokonce často pozoruje planety velikosti Země.

„Družice Kepler může pozorovat i malé planety kroužící kolem jasných hvězd,“ říká Jack Lissauer, planetolog NASA, Ames Research Center, Moffett Field, Kalifornie. „Fakt, že jsme objevili tak malou planetu Kepler-37b napovídá, že malé planety jsou běžné a můžeme očekávat jejich větší počet, když budeme pokračovat ve shromažďování a analýze dalších informací.“

Hvězda Kepler-37 patří mezi hvězdy stejné kategorie jako naše Slunce, ačkoliv je poněkud chladnější a menší. Všechny tři planety obíhají kolem své hvězdy v menší vzdálenosti než Merkur kolem Slunce. Z toho vyplývá, že se jedná o velmi horké a nehostinné planety. Exoplaneta Kepler-37b oběhne jednou dokola za 13 dnů ve vzdálenosti menší než jedna třetina vzdálenosti Merkuru od Slunce. Odhadovaná povrchová teplota této žhavé planety je více než 430 °C, což je teplota, při které taje zinek. Planety Kepler-37c a Kepler-37d oběhnou dokola za 21 dnů, respektive za 40 dnů.

Vědecký tým použil data z Keplerova kosmického dalekohledu, který nepřetržitě sleduje a průběžně měří a zaznamenává jasnosti více než 150 000 hvězd, a to každých 30 minut. Když nastane tranzit kandidáta na exoplanetu, tj. když toto těleso přechází před kotoučkem hvězdy při pohledu z družice, část světla hvězdy zacloní. Tím krátkodobě sníží jasnost hvězdy. Na základě průběhu tohoto úkazu lze odhalit obíhající těleso a určit jeho velikost.

Musí být známa velikost hvězdy, abychom mohli s vysokou přesností určit rozměr planety. Za účelem zjištění dalších vlastností hvězdy Kepler-37 astronomové zkoumali zvukové vlny generované prouděním žhavých plynů pod povrchem hvězdy. Tímto způsobem bylo možné studovat vnitřní strukturu hvězdy Kepler-37 podobným způsobem, jakým geologové využívají seismické vlny pro studium vnitřní stavby Země. Tato metoda je označována jako astroseismologie (případně u Slunce termínem helioseismologie).

Zvukové vlny se šíří nitrem hvězdy a na její povrch přinášejí informaci o její struktuře. Tyto vlny způsobují oscilace, které družice Kepler registruje jako rychlé blikání (rychlé změny jasnosti hvězdy). Podobně jako zvony na kostelní věži i malé hvězdy znějí vysokými tóny, zatímco velké hvězdy vydávají tóny hluboké. Stěží rozeznatelné vysokofrekvenční oscilace jasnosti malých hvězd se dají jen velmi obtížně měřit. To je důvod, proč většina objektů dříve podrobených studiu na základě hvězdné seismologie, jsou mnohem větší než Slunce.

S velmi přesnými přístroji na palubě astronomické družice Kepler výzkumníci dosáhli nový milník. Hvězda Kepler-37, jejíž průměr dosahuje tří čtvrtin velikosti Slunce, je nyní nejmenším „zvonem“ ve vesmírné kostelní věži. Průměr této hvězdy je nyní znám s odchylkou pouhých 3 %, což se promítlo i do mimořádně přesného určení velikostí planet.

Zdroj: http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2013/20feb_tinyplanets/

autor: František Martinek