Dvojplanety: exotické světy - dvojčata

Umíte si představit, že žijete na planetě, která má dvojče - dobře viditelné na denní i noční obloze? Vědci zatím žádný takový (Zemi podobný) svět nenašli - není ale vyloučeno, že se jim to brzy povede.

Objevy vzdálených exoplanet dnes už nejsou vzácné. Naše technické možnosti ovšem v naprosté většině případů zatím nedovolují jejich přímé  pozorování v odraženém světle. Vědci často získávají znalosti o planetách v cizích systémech pomocí sledování centrální hvězdy - jejího částečného zatmění při tranzitu planety přes hvězdný kotouč nebo (u velice hmotných planet a malých hvězd) pomocí sledování změn dráhy hvězdy. 

Není tedy divu, že existuje jen málo šancí zjistit, jestli se u sledované exoplanety skutečně jedná o jedno těleso - nebo jsou to dokonce dvojčata. 

Typy planetárních dvojčat

Za planetu se dá považovat objekt, který nedosáhl hvězdné velikosti - nemá tedy dostatečně vysokou hmotnost na to, aby mohl ve svém nitru zažehnout termonukleární reakci a spalovat vodík na helium. Může dosahovat i několik desítek hmotností našeho Jupiteru. 

Může se ale také jednat o daleko menší objekt, který dosáhl kulovitého tvaru, což není příliš složité, zpravidla k tomu stačí už průměr kolem 1000 km. Nejmenším známým tělesem, které má téměř kulovitý tvar, je v naší Sluneční soustavě saturnův měsíc Mimas – o průměru 400 kilometrů. Navíc musí malá planeta splňovat další podmínku - musí gravitačně ovládat své okolí, jak říká definice. 

Skutečné dvojplanety jsou vzácné

… přesto už jich věda několik objevila. Existuje také několik podezřelých objektů, které by mohly být dvojplanetami - na důkazy se ale ještě čeká. 

Mezi nejtěžší a největší - a tedy nejlépe prokazatelné - patří ty planety, které se podobají Jupiteru. Některé z nich mohly dosáhnout takové hmotnosti, že ve svém nitru mohou spalovat deuterium (těžký vodík). Takové systémy, jak se ukázalo, mají často nestejnou hmotnost - jedna složka může být i desetkrát lehčí než druhá planeta. 

2MASS J11193254–1137466 AB

Jako příklad obřích dvojplanet může posloužit systém s dlouhým názvem 2MASS J11193254–1137466 AB. Nachází se ve vzdálenosti 86±23 světelných roků. 

V tomto konkrétním systému mají obě planety hmotnost, která odpovídá zhruba čtyřnásobku hmotnosti planety Jupiter. Jejich stáří je odhadováno na 10 milionů roků. 

Tato planetární dvojčata byla sice objevena už v roce 2015 ale teprve o dva roky později se zjistilo, že se jedná o binární objekt. Podařilo se to teleskopu Keck II, který využívá adaptivní optiku, snižující rozostřující vlivy pozemské atmosféry. 

Tomu, že pozorování není zrovna lehké, napovídá úhlová vzdálenost obou komponent na našem nebi, která dosahuje 0,13788 ±0,00034 úhlových vteřin. Obě planety jsou podle výpočtů vědců vzájemně vzdáleny kolem  3,6 ±0,9 astronomické jednotky. 

Celková hmotnost systému je odhadována na 7,4 +2,5 -1,9  hmotnosti Jupiteru se zářivostí, která by měla dosahovat zhruba 0,00004 sluneční hodnoty. Obě složky se vzájemně oběhnou jednou za zhruba 90 +80 -50 roků. 

Oph 162225-240515

Dalším příkladem je systém Oph 11 Ab, který je známý i pod jménem Oph 162225-240515, často zkráceně Oph 1622. 

Jedná se o pár tzv. hnědých trpaslíků, který na naší obloze vidíme v souhvězdí Štíra. Nacházejí se ve vzdálenosti 400 světelných roků. 

Vědci si nejsou jistí přesnou hmotností, zdá se ale, že budou obě složky těžší než 13 násobek hmotnosti Jupiteru. Oba objekty by mohly mít stáří kolem jednoho milionu roků. 

Obě složky jsou vzájemně ještě vzdálenější než u předchozí dvojplanety - kolem 240 astronomických jednotek. To znamená, že mají mezi sebou tak slabou gravitační vazbu, že je může navždy oddělit už i hvězda, která proletí kolem nich.  

Kepler-1625b

Věda ale už zná i menší objekty. Jedním z nich je Kepler-1625b. Je to dvojice exoplanet, která obíhá kolem hvězdy Kepler-1625 v souhvězdí Labutě. Je od nás vzdálena přibližně 8000 světelných roků. 

Obě složky Kepler-1625b jsou plynnými obry. Jeden rok - tedy jeden oběh kolem centrální hvězd (která se nachází ve stádiu podobra s hmotností přibližně stejnou jako má naše Slunce), trvá této dvojplanetě zhruba 287 dní.

Obě planety by měly být dlouhodobě stabilní - vědci odhadují, že se nacházejí na své orbitě už více než 5 miliard roků. Menší z planet obíhá svou sestru ve vzdálenosti kolem 19 průměrů planety. 

Kepler-1708b

Planeta Kepler-1708b (můžete ji znát pod názvem KIC 7906827.01) obíhá kolem hvězdy, která je podobná Slunci. Nachází se v souhvězdí Labutě ve vzdálenosti přibližně 5 600 světelných roků. 

Poprvé byla detekována v roce 2011 misí NASA Kepler pomocí tranzitní metody, ale jako kandidát na planetární dvojčata byla identifikována až v roce 2019. V roce 2021 bylo zjištěno, že i větší planeta o rozměrech Jupiteru má dvojče s velikostí našeho Neptunu. Z toho je vidět, že se poznatky o vzdálených exoplanetách vyvíjejí tak, jako se vyvíjí nové pozorovací možnosti. 

Kepler-1708b obíhá svou hvězdu ve vzdálenosti zhruba 1,64  astronomických jednotek. Jeden oběh trvá kolem 737,11 dnů. Tím se podobá oběžné dráze Marsu ve Sluneční soustavě. To mimochodem znamená, že se nachází v tzv. obyvatelné zóně své hvězdy. 

Obě zmiňovaná menší planetární dvojčata byla objevena díky analýze změn časování tranzitu. 

Jak vznikají dvojplanety?

Věda se také snaží najít odpověď na otázku, jak vlastně vznikají takové binární planety - a jak se mohou udržet dlouhou dobu v rovnovážném stavu? A právě tomu se bude věnovat další blog… 

https://arxiv.org/pdf/2311.01618.pdf,https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2007ApJ...660.1492C,https://en.wikipedia.org/wiki/Oph_162225-240515