Objev exoměsíců u bludných planet

Bludné planety jsou vesmírná tělesa, která opustila svou planetární soustavu a plují nyní mezihvězdným prostorem. Dalo by se zjistit, jestli si mohly uchovat svoje měsíce? (délka blogu 3 min.)

Bludné planety

Tzv. bludné nebo také volně putující planety jsou planetární objekty, které nejsou gravitačně vázány k žádné hvězdě. Jejich zvláštní dráha je často výsledkem gravitačních hrátek v mladých planetárních systémech, ze kterých byly kdysi vyvrženy. I přesto si mohly zachovat gravitační vazbu se svými měsíci, tedy exoměsíci, které kolem nich obíhají, říká teorie.

Exoměsíce

Studium takových měsíců není samoúčelné. Na příkladu některých měsíců v naší vlastní soustavě tušíme, že si mohou díky slapovému ohřevu udržovat kapalnou vodu i bez dostatečného ohřevu slunečním zářením, což rozšiřuje možnosti hledání života mimo Sluneční soustavu. Můžeme jen spekulovat, jak by se vyvíjel život například v oceánu na měsíci bludné planety - tato představa je ale fascinující.

Detekce podobných exoměsíců bude ovšem skutečnou výzvou. Vždyť i samy volně putující planety jsou velmi obtížně pozorovatelné.

Naštěstí mají vědci plán, jak hádanku měsíců u bludných planet rozluštit. Použijí mikročočkovou metodu, která využívá gravitační čočku k zesílení světla vzdálených hvězd. Gravitační mikročočky vznikají, když planeta nebo její měsíc projde před vzdálenou hvězdou a dočasně zesílí její světlo díky gravitačnímu ohybu světelných paprsků. Jev má samozřejmě značná omezení. Nemůžeme si například vybrat, který objekt budeme pozorovat - celá věc je spíš dílo náhody. Zesílení světelného signálu také trvá poměrně krátce, často je kratší než jeden den.

^{Ilustrace: Zdroj: D. Tenzler}

Mikročočková metoda je ovšem také velmi citlivá na slabé gravitační efekty, které mohou exoměsíce způsobovat, takže je velmi pravděpodobné, že je vesmírné dalekohledy s vysokým rozlišením a pravidelným snímáním oblohy mohou zachytit.

Vesmírné mikročočky pozorované CSST a Roman Space Telescope

Čínský vesmírný dalekohled CSST (Chinese Space Station Telescope) a americký Nancy Grace Roman Space Telescope jsou nejvhodnějšími chystanými přístroji, které se budou jednoho dne používat pro budoucí mikročočkové průzkumy.

CSST je plánovaný jako 2 metrový dalekohled na nízké oběžné dráze Země, vybavený širokoúhlou kamerou s vysokým rozlišením. Bude schopen detekovat ultrakrátké mikročočkové události způsobené objekty s poměrně nízkou hmotností.

Simulace, které byly provedeny autory projektu, naznačují, že CSST může dokonce detekovat exoměsíce o hmotnosti Země obíhající kolem planet typu Neptunu. Měl by také umět zachytit menší měsíce s hmotností srovnatelnou s naším vlastním Měsícem kolem planet o hmotnosti Země. A to ještě není všechno. Roman Space Telescope má mít dokonce ještě větší citlivost.

Prozatímní výsledky simulací

Pro počítačové simulace byly použity modely světelných křivek s binární čočkou (planeta + měsíc), které byly porovnávány s modely jednoduché čočky (pouze planeta). Detekce exoměsíce je považována za úspěšnou, pokud rozdíl v kvalitě údajů přesáhne určitou úroveň.

Vědci vyzkoušeli různé varianty. Parametry simulací zahrnovaly různé hmotnostní poměry měsíce k planetě a jejich vzájemnou vzdálenost. Byly zkoumány hvězdy jak typu G2V (podobné Slunci), tak M0V (ranní M-trpaslíci).

Výsledky jsou optimistické. Zdá se, že jak CSST tak i Roman budou schopny detekovat exoměsíce s různými parametry, přičemž Roman má výrazně lepší schopnost detekce u slabších a menších zdrojových hvězd. Nejzajímavější pro hledání života ve vesmíru je jistě fakt, že parametry některých detekovatelných měsíců mohou dovolit vznik života. Takové měsíce budou podléhat gravitačním vlivům planety a budou zažívat jev, kterému se říká slapový ohřev.

Nakonec bude nová metoda použita nejen k potvrzení existence exoměsíců kolem bludných planet - ale také k detailnímu průzkumu jejich vlastností a možných podmínek pro život.

Výsledků výzkumu se můžeme dočkat už v příštím desetiletí. Můžeme se tedy těšit na nové objevy a už dnes si představovat, jak by asi vypadal život na měsíci bludné planety. Omezí se na podzemní oceány nebo se může dokonce nacházet i na povrchu? Život, který by nebyl odkázán na teplo blízké hvězdy, by se nakonec mohl ukázat jako nejstabilnější vesmírná forma života.

^{Zdroj: Odkaz}