Tisková zpráva

Objeven nejpočetnější exoplanetární systém

Kolem Slunci podobné hvězdy krouží až sedm planet

24. srpna 2010

Astronomové využívající spektrograf HARPS, nejlepší zařízení svého druhu na světě, objevili planetární systém obsahující minimálně pět planet u Slunci podobné hvězdy HD 10180. Existuje však možnost, že v soustavě jsou ještě další dvě tělesa, z nichž jedno může být exoplanetou s dosud nejnižší známou hmotností. Systém by tedy mohl být podobný Sluneční soustavě a to nejen počtem planet, ale také jejich pravidelným uspořádáním.

“Pravděpodobně jsme nalezli exoplanetární systém s dosud největším počtem planet,” říká Christophe Lovis, vedoucí autor článku oznamujícího výsledky. “Tento významný objev je známkou, že vstupujeme do nové éry výzkumu exoplanet – od objevování jednotlivých těles ke studiu komplexních planetárních systémů. Sledování pohybů planet v této soustavě odhaluje složité vzájemné gravitační působení a umožňuje nám nahlédnout do scénáře dlouhodobé evoluce systému.”   

Členové výzkumného týmu použili spektrograf HARPS ve spojení s 3,6 m dalekohledem na observatoři La Silla v Chile. Po dobu šesti let studovali hvězdu slunečního typu s označením HD 10180, která se nachází 127 světelných let od nás směrem do jižního souhvězdí Hydrus (Malý vodní had, Hyi). HARPS je díky bezkonkurenční stabilitě měření a vysoké přesnosti v současnosti neúspěšnějším ‘lovcem exoplanet’ na světě.

Díky 190 jednotlivým měřením provedeným spektrografem HARPS se astronomům podařilo detekovat jemné pohyby hvězdy směrem k nám a od nás způsobené gravitačním působením pěti či více planet. Pětice nejsilnějších poruch je způsobena planetami o hmotnosti srovnatelné s Neptunem – 13krát až 25krát hmotnějšími než Země [1]. Všechny tyto planety ale obíhají kolem hvězdy v krátkých periodách od 6 do 600 dní a nacházejí se ve vzdálenosti od 0,06 do 1,4 AU od centrální hvězdy.

“Máme také dobrý důvod věřit, že v systému se nacházejí ještě další dvě planety,” říká Lovis. Jedna by mohla být podobná Saturnu (s hmotností minimálně 65 Zemí a obíhající s periodou 2 200 dní) a druhá by mohla být dosud nejlehčí objevenou exoplanetou při hmotnosti 1,4 Země. Planeta pravděpodobně obíhá velmi blízko hvězdy, ve vzdálenosti, která představuje jen asi 2% vzdálenosti Slunce a Země. Rok na této planetě trvá pouhých 1,18 pozemského dne.  

“Tento objekt způsobuje pohyb hvězdy rychlostí jen 3 km/h, což je méně než rychlost běžné chůze, a takový pohyb se samozřejmě velmi špatně měří,” říká člen týmu Damien Ségransan. Pokud bude tento objev potvrzen, pak se bude jednat o druhý známý případ horké kamenné planety, podobné nedávno nalezené exoplanetě Corot-7b (eso0933).

Nově objevený planetární systém je unikátní hned z několika důvodů. Především je zde mnohem 'hustější populace' planet v blízkosti hvězdy. V prostoru, který ve Sluneční soustavě ohraničuje oběžná dráha planety Mars, obíhá v tomto systému přinejmenším pět hmotných planet o velikosti Neptunu [2]. Druhou zvláštností je, že systém pravděpodobně nemá plynného obra podobného Jupiteru. Zdá se také, že všechny planety mají téměř kruhové dráhy.
   
Astronomové zatím znají jen 15 soustav s nejméně třemi planetami a největší počet pěti planet (z toho dvou plynných obrů) byl dosud nalezen kolem hvězdy 55 Cancri. “Soustavy s planetami o nízké hmotnosti podobné té kolem HD 10180 jsou pravděpodobně poměrně obvyklé, ale způsob jejich vzniku a vývoje je zatím záhadou,” říká Lovis.  
 
Na základě těchto nových pozorování i archivních dat k jiným exoplanetárním systému vědci nalezli ekvivalent Titiusovy-Bodeovy řady, která platí ve Sluneční soustavě: vzdálenosti planet jsou pravidelné a je možné je popsat jednoduchým vztahem. [3] “To může být typickou vlastností procesu formování takových planetárních systémů,” říká člen týmu Michael Mayor.
   
Dalším důležitou informací, kterou astronomové získali při studiu těchto systémů, je přímý vztah hmotnosti a chemického složení mateřské hvězdy k celkové hmotnosti planetární soustavy. Zatímco všechny velmi hmotné systémy planet byly nalezeny u hmotných hvězd nebo hvězd s vysokou metalicitou (vysokým obsahem prvků těžších než vodík), čtveřice soustav s nejnižší hmotností se nachází u hvězd s nízkou metalicitou či u málo hmotných hvězd [4]. Tyto poznatky velmi dobře podporují současné teoretické modely.
   
Objev byl oznámen na mezinárodním kolokviu 'Detekce a dynamika transitujících exoplanet', které se koná na observatoři Haute-Provence ve Francii.

Poznámky

[1] Použitím metody měření radiálních rychlostí hvězdy je možné zjistit pouze dolní mez hmotnosti planety, neboť odhad hmotnosti také závisí na sklonu oběžné dráhy k rovině zorného paprsku, a ten je obecně neznámý. Odhadnutá minimální hmotnost je však většinou velmi blízká reálné hmotnosti planety.

[2] Průměrná hmotnost planety ve vnitřní části systému HD 10180 je 20krát vyšší než hmotnost Země, zatímco v naší Sluneční Soustavě je to jen 0,5 Země.

[3] Titiusova–Bodeova řada je empirický poznatek, který říká, že velké poloosy drah planet Sluneční soustavy jsou dány jednoduchým vztahem (máme-li řadu čísel x=0,3,6,12,… pak a=x/10+0,4 [AU], čili 0,4 AU pro Merkur, 0,7 AU pro Venuši, 1 AU pro Zemi, 1,6 AU pro Mars, atd.). Tato formule dobře předpovídá polohy planet až po Saturn (včetně polohy pásma asteroidů či trpasličí planety Ceres) a naopak selhává u vzdálených těles, především u Neptunu.

[4] Podle pravidla používaného v astronomii jsou ‘kovy’ všechny prvky těžší než vodík a hélium. Až na minimální množství některých lehčích prvků byly ve vesmíru všechny ostatní kovy vytvořeny teprve početnými generacemi hvězd. Kamenné planety jsou z tohoto pohledu tvořeny z 'kovů'.

Další informace

Výzkum je prezentován v článku, který byl odeslán k publikaci v časopise Astronomy and Astrophysics pod názvem “The HARPS search for southern extra-solar planets. XXVII. Up to seven planets orbiting HD 10180: probing the architecture of low-mass planetary systems” autorů C. Lovis a kol.).

Složení týmu: C. Lovis, D. Ségransan, M. Mayor, S. Udry, F. Pepe a D. Queloz (Observatoire de Genève, Université de Genève, Švýcarsko), W. Benz (Universität Bern, Švýcarsko), F. Bouchy (Institut d’Astrophysique de Paris, Francie), C. Mordasini (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Německo), N. C. Santos (Universidade do Porto, Portugalsko), J. Laskar (Observatoire de Paris, Francie), A. Correia (Universidade de Aveiro, Portugalsko), J.-L. Bertaux (Université Versailles Saint-Quentin, Francie) a G. Lo Curto (ESO).

ESO (Evropská jižní observatoř) je hlavní mezinárodní astronomickou organizací Evropy a patří k nejproduktivnějším astronomickým observatořím světa. Je podporována 14 členskými státy, kterými jsou: Belgie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemí, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO má za cíl vývoj, konstrukci a provoz výkonných pozemních astronomických zařízení, která umožní významné vědecké objevy. ESO také hraje přední roli při propagaci a organizaci mezinárodní spolupráce na poli astronomického výzkumu. ESO v současnosti provozuje tři observatoře světově úrovně: La Silla, Paranal a Chajnantor, které se nacházejí na poušti Atacama v Chile. Na Paranalu se nachází VLT (Very Large Telescope = Velmi velký dalekohled) – nejvyspělejší pozemní dalekohled pracující ve viditelném světle a VISTA, největší přehlídkový dalekohled pro infračervenou oblast na světě. Zároveň je ESO evropským zástupcem největšího astronomického projektu všech dob – teleskopu ALMA budovaného na planině Chajnantor. V současnosti ESO plánuje výstavbu Evropského extrémně velkého dalekohledu (E-ELT), který bude mít průměr primárního zrcadla 42 metrů. Měl by pracovat v infračerveném i viditelném oboru záření a stane se největším dalekohledem světa.

Odkazy

• odborný článek

• další informace: Exoplanet Press Kit

Kontakty

Christophe Lovis
Observatoire de l’Université de Genève
Switzerland
Mobil: +41 787 280 354
Email: christophe.lovis@unige.ch

Damien Ségransan
Observatoire de l’Université de Genève
Switzerland
Tel.: +41 223 792 479
Email: damien.segransan@unige.ch

Francesco Pepe
Observatoire de l’Université de Genève
Switzerland
Tel.: +41 223 792 396
Email: francesco.pepe@unige.ch

Richard Hook
La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Email: rhook@eso.org

Anežka Srbljanović (press contact Česko)
ESO Science Outreach Network a Astronomical Institute of Czech Academy of Sciences
Tel.: +420 323 620 116
Email: eson-czech@eso.org

Connect with ESO on social media

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso1035. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.