Bludná planeta - první kandidát na osamělou planetu podobnou Zemi

Astronomové se věnují nejen exoplanetám v cizích planetárních systémech, ale také planetám, které jsou při své pouti vesmírem osamělé. Jak se dá nalézt temná bludná planeta? (délka blogu 4 min.)

Nejzáhadnějším typem planet jsou planety, které plují nekonečným mezihvězdným prostorem, aniž by byly gravitačně vázány na nějakou hvězdu. Většina z nich sice původně vznikala v některém z četných systémů exoplanet, během jeho vývoje jej ale opustila. Důvodem byly většinou gravitační vlivy ostatních planet nebo třeba i blízkých hvězd.

Bludné planety

Bludné planety mohou mít různé rozměry.

Ty, které jsou mnohem těžší než nejtěžší planeta naší soustavy Jupiter, se mohly dokonce tvořit i zcela nezávisle - nikdy neměly žádnou centrální hvězdu. V podstatě by se mohlo jednat o zárodky hvězd, které měly nakonec příliš málo hmoty nato, aby se z nich stala skutečná hvězda, která by ve svém centru zažehla termonukleární reakci. Takové obří planety září v infračervené oblasti spektra - a dají se tedy s trochou štěstí nalézt příslušnými teleskopy.

Planety, které se svou hmotností podobají spíše Zemi než Jupiteru, ovšem skutečně vznikaly v některé z cizích planetárních soustav. Působením gravitačních vlivů ostatních tamních těles pak soustavu kdysi opustily. V rané fázi formování soustavy se to prý děje poměrně často, ukazují počítačové simulace. Nejspíše k tomu docházelo také v mladé Sluneční soustavě. Napovídá tomu zvláštní složení Slunci nejbližší planety Merkuru. Ten má na svou velikost příliš rozměrné kovové jádro - jako by byl v minulosti účastníkem srážek s jinými mladými planetami a přišel přitom o část svého kamenného pláště. Také poměrně velká proluka mezi Sluncem a Merkurem svědčí o tom, že tu kdysi mohla existovat jedna nebo hned několik planet, o které později soustava přišla. Mohly ji buď opustit a staly se z nich bludné planety - nebo byly gravitačními vlivy ostatních těles vrženy do Slunce.

Malé a Zemi podobné (kamenné) bludné planety samozřejmě (na rozdíl od svých daleko větších sester) moc vlastního záření nevyzařují. Proto je jejich pozorování mnohem náročnější. Naše teleskopy (ať už pozemské nebo ty, které jsou umístěny ve vesmíru) nejsou dostatečně citlivé.

Gravitační mikročočka

Jedinou metodou, jakou by se dnes daly podobné planety detekovat, je působení dané planety coby gravitační mikročočky.

Planeta přitom z našeho úhlu pohledu přechází na nebi přes nějakou vzdálenější hvězdu. Gravitační pole planety působí jako malá čočka, která dočasně zvyšuje jas hvězdy. V posledních letech vědci objevili hned několik takových případů. Typicky trvají taková zvýšení jasu jen několik hodin a někdy jsou tak nevýrazná, že je pozemské dalekohledy jednoduše nezaregistrují - a tak máme zatím jen hrstku kandidátů na bludné planety pozemského typu, i když jich v Galaxii musí existovat velké množství.

Zajímavá data poskytl astronomům mimo jiné i vesmírný teleskop TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). TESS byl původně určen k hledání exoplanet pomocí tranzitní metody. Jeho pracovní možnosti (širokoúhlé zobrazování oblohy a přesná fotometrická pozorování, která umožňují zachytit i tak malé změny, které odpovídají zlomkům procenta zářivosti hvězdy) dovolují ovšem také detekci takových jevů jako jsou gravitační mikročočky.

Objev bludné planety podobné Zemi

Mikročočka je samozřejmě velice vzácný jev. Vědci prošli data, odpovídající sledování více než milionu hvězd. Museli mimo jiné rozlišit a odfiltrovat také falešné signály, které způsobily daleko bližší a menší tělesa - asteroidy, které se nacházejí v naší vlastní soustavě. Některé zde nalezené změny jasnosti patřily proměnným hvězdám, jak astronomové zjistili, nebo byly ve skutečnosti způsobeny hvězdným společníkem zkoumané hvězdy.

Z velkého množství kandidátů zbyl nakonec jen jeden signál. Ten byl přiřazen zákrytu hvězdy TIC-107150013.

TIC-107150013 se nachází ve vzdálenosti 3,194 kpc - tedy něco přes 10 000 světelných roků. Hvězda leží pouze 5,03 úhlového stupně pod galaktickým rovníkem v hustě osídlené oblasti Mléčné dráhy.

Zvýšení jasu hvězdy trvalo 0,074 +/- 0,002 dní. Mohlo být vyvoláno bludnou planetou pozemského typu s pozemskou hmotností. Vědci odhadli její rychlost na zhruba 100 km/s - má tedy rychlost, která je u bludných planet očekávaná a shoduje se s rychlostmi různých objektů, pohybujících se v naší galaxii.

Vědci se budu samozřejmě věnovat různým datovým souborům, které zaznamenal vesmírný teleskop TESS, i v budoucnosti. Doufají, že najdou další podobné signály, způsobené bludnými planetami. Možná budou brzy moci i odhadnout, kolik takových planet se vyskytuje v našem blízkém sousedství.

_{zdroj: https://arxiv.org/abs/2404.11666}