Existují planety (a život na nich) i v centrech galaxií?

Téměř všechny planety, které byly dodnes objeveny, se nacházejí ve spirálních ramenech naší Galaxie. Nyní vědci představili novou planetu, která vznikla v její centrální části. (délka blogu 5 min.)

To, co by bylo dřív zprávou roku, se dnes stalo běžným jevem: vědci už zase objevili v některém z jiných hvězdných systémů další planetu. Publikace, která vyšla před pár týdny, přesto odborníky nadchla. Co je na nové, Zemi podobné kamenné planetě, tak jedinečné?

OGLE­2016­BLG­1195Lb

Zprvu laika jistě zaujme její komplikované jméno. Skládá se ze zkratky názvu projektu, roku objevu, jména hvězdy, kolem které planeta obíhá a malého písmene „b“, které označuje první planetu v tomto systému, kterou jsme zaregistrovali. Pokud by se v dané soustavě vyskytovalo planet víc, dostanou přidělena ostatní písmenka abecedy v tom pořadí, v jakém byly objeveny.

OGLE je zkratka, která označuje projekt „Optical Gravitational Lensing Experiment”. Jak už napovídá jeho název, využívá ke hledání cizích planet efekt gravitační čočky.

Gravitační čočka

Hodně hmotné objekty, jakými jsou i hvězdy, zakřivují ve své blízkosti prostor. Předpověděl to už Albert Einstein v roce 1913. Jev se podařilo prokázat při zatmění Slunce v roce 1919.

Světlo, které prolétá v těsné blízkosti hvězdy, se působením tohoto zakřivení nepatrně odklání od svého původního směru. Signál, přicházející od vzdálené hvězdy se tak v určitém momentu zesiluje, podobně, jako by byl koncentrován do jednoho místa optickou čočkou. Odtud pochází i název „čočka“.

Vzdálenější hvězda, jejíž světlo se zesiluje, se pak po dobu působení gravitační čočky mění v dalekohledu z bodového zdroje na zdroj, který vypadá jako kroužek. Komplikovanější objekty (například galaxie) mohou působit dojmem kříže nebo nepravidelných složitých obrazců.

Pokud kolem vzdálenější hvězdy obíhají planety, je přírůstek jasnosti odlišný a dají se z něj odvodit dokonce i vlastnosti vzdálené planety. Planeta může například způsobit dodatečný záblesk nebo zvýšení jasu, které trvalo v případě výše zmíněné planety několik hodin.

K čemu je vlastně dobré objevování planet pomocí mikro gravitačních čoček?

Pomocí tzv. mikro gravitační čočky bylo dodnes odhaleno jen několik desítek planet. V porovnání s ostatními metodami, především s výsledky vesmírného teleskopu Kepler, který objevil už několik tisícovek planet, se může zdát toto množství zanedbatelné. Všechny tyto planety, objevené pomocí mikro gravitačních čoček, ale vědce nadchly. Jedná se totiž o jinou kategorii planet.

Moderní vesmírný teleskop Kepler objevuje poměrně nedaleké planety. Zkoumá jasnost jednotlivých hvězd a všímá si změn a kolísání jejich světelného signálu. Z něj se pak dá vyčíst existence planet, které kolem hvězdy krouží a částečně ji při svém oběhu kolem ní zakrývají. Je tedy logické, že může prozkoumávat jen hvězdy s dostatečně vysokou jasností – a tím i hvězdy, které jsou poměrně blízko našeho Slunce. Jedná se zpravidla o hvězdy, které se nacházejí v našem spirálním ramenu Galaxie, vzdálené jen několik set světelných roků.

Projekt OGLE toto omezení nemá. Výše zmíněná planeta, jejíž existence byla zveřejněna před několika týdny, je například vzdálená kolem 13 000 světelných roků. Nepatří do žádného ze spirálních ramen naší galaxie – naopak, nachází se v místě, které tvoří galaktickou výduť blízko jejího centra.  

Existují v centru naší Galaxie planety?

Na horním obrázku je vidět 360° panorama Mléčné dráhy, tak jak ji můžeme vidět na nebi severní a jižní polokoule. Z naší pozice na Zemi vidíme naši mateřskou galaxii zevnitř, nacházíme se v jednom z jejích spirálních ramen. Dobře rozeznáme světlejší středovou část, která je silnější a jasnější než oblasti ramen. Hvězdy v ní jsou navzájem bližší než jejich kolegyně na periferii Galaxie.

Nově objevená planeta OGLE­2016­BLG­1195Lb se nachází právě v této části galaxie, které říkáme galaktická výduť. Dá se očekávat, že relativně blízké hvězdy se navzájem gravitačně ovlivňují a především ruší svým vlivem vývoj planetárních disků svých sousedek. Kolem hvězd, které se nacházejí blízko galaktického jádra, tedy nejspíš nebude obíhat tolik planet, jako kolem jejich kolegyň v galaktických ramenech.

Vlastnosti OGLE­2016­BLG­1195Lb

Nově objevená planeta je zhruba tak velká jako Země. Je zatím nejmenší a nejlehčí planetou, kterou se podařilo objevit pomocí mikro gravitační čočky. Obíhá svou hvězdu dokonce ve stejné vzdálenosti, v jaké Země obíhá kolem Slunce. Tím ale veškerá podoba s naší vlastní planetou končí.

Mateřská hvězda OGLE­2016­BLG­1195Lb totiž vůbec není podobná Slunci.

Vědci si dokonce nejsou ani jistí, jestli je to „skutečná“ hvězda, ve které se zažehla termonukleární reakce, nebo jde o objekt, který zůstal na polovině cesty mezi obří planetou a hvězdou. Podle výpočtů by měla mít 0,08 hmotnosti Slunce nebo 81násobek hmoty Jupitera. To by znamenalo, že se nachází přesně na hranici mezi hvězdou a tzv. hnědým trpaslíkem, objektem, který nemá dostatek hmoty na to, aby se v něm zažehlo spalování vodíku na helium. Omezenou dobu v něm ovšem může probíhat přeměna deuteria (těžkého vodíku) na helium.

V obou případech to pro planetu na oběžné dráze srovnatelné s oběžnou dráhou Země znamená, že od své hvězdy nedostává téměř žádnou energii. Je na ní s největší pravděpodobností dokonce větší zima než na Plutu v naší vlastní Sluneční soustavě.

Opravdovou vzácnost dělá z nově objevené planety tedy její poloha – obíhá kolem hvězdy, která patří k centrální části naší galaxie, kde jsou hvězdy tak blízko sebe, že se navzájem gravitačně ruší. Pro planety, které potřebují stabilní gravitační podmínky, je to velice nepříznivá situace. Přesto se v disku hvězd naší Galaxie minimálně tato jediná planeta vytvořila. Co víc, jedná se o kamennou planetu s pevným povrchem, která by (v příznivějších podmínkách) mohla hostit život. 

Představte si planetu, jejíž nebe je doslova poseté hvězdami. V noci není tma, obrovské množství hvězd osvětluje noční část planety téměř stejně jasně, jako tamní Slunce. Jak by asi vypadal život na takové vzdálené planetě?

Zdroje:https://arxiv.org/pdf/1703.08548.pdf, astronomie.de, spektrum.de, NASA,https://www.nature.com/nature/journal/v439/n7075/pdf/nature04441.pdf