Planety se dvěma Slunci na obloze

Existují planety, na jejichž nebi se dají pozorovat dvě Slunce? Odpověď dávají data, která nasbíral vesmírný teleskop mise Gaia. (délka blogu 5 min.)

Gaia 

Jméno Gaia je zkratkou pro „Globales Astrometrisches Interferometer for Astrophysik“.

Gaia zkoumá naše vesmírné okolí a vytváří mimořádně přesnou trojrozměrnou mapu více než 1,8 miliardy hvězd naší Mléčné dráhy i mimo ni. 

Kromě toho mapuje jejich pohyby, jasnost, teplotu a složení. Tato hvězdná inventura poskytne údaje potřebné k zodpovězení různých otázek, týkajících se původu, struktury a evoluce naší galaxie.

Vícenásobné hvězdné systémy

A tak díky vesmírnému teleskopu Gaia, který mapuje Galaxii, můžeme začít snít i o planetách, které mají na svém nebi hned dvě slunce. Z principu věci totiž není vůbec samozřejmé, že takové planetární systémy existují. 

I v “jednoduchých” planetárních systémech mohou být gravitační vlivy nově vznikajících planet tak komplikované, že mohou přivést ke zkáze většiny pevných planet. 

Důkazem jsou četné soustavy, které se skládají z centrální hvězdy, kterou obíhá jen jedna obří planeta. Ta je navíc tak blízko své hvězdě, že je jasné, že v této vzdálenosti nemohla vzniknout. Počítačové simulace naznačují, že k takové situaci dochází při destabilizaci drah velkých planet (vznikajících ve vzdálenějších částech systému), které pak už neobíhají na svých původních drahách, ale migrují směrem ke své centrální hvězdě. 

Po cestě pak jejich gravitační vliv destabilizuje kamenné planety, které vznikly ve vnitřních částech systémů. Změna gravitačních podmínek je buď vymrští směrem k centrální hvězdě, která je pohltí - nebo katapuluje ven z planetární soustavy. 

U planetárních soustav s více slunci musí být logicky poměry ještě daleko chaotičtější a pravděpodobnost, že se tam dají nalézt planety typu Země, tedy musí být ještě daleko menší. 

Hvězdná inventura

Díky teleskopům mise Gaia se nyní podařilo katalogizovat několik tisíc bližších planetárních soustav. V jedné ze studií se vědci zaměřili konkrétně na planety, obíhající v několikanásobných hvězdných systémech. 

Jednalo se o systémy v okruhu 500 parseců (1 pc odpovídá přibližně 3,26 světelných roků). 

Našli v nich celkem 176 binárních soustav, 27 trojitých hvězdných soustav a dokonce jeden systém se čtyřmi “slunci”. 

Mezi planetárními soustavami, které nalezli vědci v našem vesmírném okolí, je tedy přibližně 15 procent soustav, ve kterých by se na obloze planet dalo pozorovat více než jedno slunce. 

Doprovodné hvězdy - tedy ty z hvězd, kolem kterých se neutvořila daná planetární soustava, přitom měly hmotnosti mezi 0,078 a 1,4 našeho Slunce. Nejčastěji se vyskytovaly hmotnosti kolem 0,15 až 0,3 hmotnosti Slunce. 

Ve většině případů jde tedy o trpasličí hvězdy.  

Co se týká vzdálenosti od centrální (a hlavní) hvězdy, pohybují se takoví hvězdní souputníci mezi 20 a 9100 AU (AU je astronomická jednotka - tedy 150 000 000 km - a odpovídá vzdálenosti mezi Zemí a Sluncem). 

Nejčastěji se pak vyskytují ve vzdálenosti 1000 AU. Pokud bychom se tedy nacházeli na jedné z kamenných planet blízko dané hlavní hvězdy, nejspíše by nás hvězdný souputník na nebi vůbec neupoutal. Podobal by se libovolné tuctové hvězdě, pokud by byl vůbec vidět pouhýma očima. Vždyť i naše Slunce je při pohledu z Pluta jen zářivým bodem - a to i přesto, že se Pluto nachází jen ve vzdálenosti 30 - 50 AU a Slunce je středně velká hvězda. 

Bílí trpaslíci

Zajímavé je, že se mezi souputníky hlavní hvězdy nalézá také 8 bílých trpaslíků. Znamená to tedy, že planetární systémy kolem hlavní hvězdy přežily všechny fáze jejich vývoje.

Takzvaní bílí trpaslíci jsou totiž konečnou fází života většiny středně těžkých hvězd. Došly jim zásoby paliva pro jadernou fuzi, nejsou dostatečně hmotné na to, aby zažehly její další fázi, a tak se mění na rudé obry. Poté odhodí své svrchní obaly. To co zbylo, je horké a bíle svítící poměrně malé jádro bývalé hvězdy. 

TESS

Výzkum ještě zdaleka není u konce. Kromě údajů z mise Gaia chtějí vědci v budoucnu uplatnit také poznatky, které mají přinést speciální teleskopy, které se budou dále věnovat průzkumu exoplanet. Jedním z nich je Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Mise TESS se zabývá hledáním exoplanet pomocí metody tranzitu. 

Tranzitní metoda je založena na zachycení poklesu jasnosti hvězdy. Vyžaduje, aby planety procházely (při pohledu ze Země) přímo před hvězdami, takže část hvězdy na chvíli zakryjí. Opakovaná periodická snížení jasnosti pak vědcům dovolují vypočítat oběžnou dráhu a dokonce určit velikost planety.

Mise bude katalogizovat tisíce kandidátů na planetární soustavy a měla by objevit mnoho dalších exoplanet. Jistě mezi nimi budou i takové, které mají na nebi … dvě a více sluncí.