Priame zobrazenie obehu exoplanéty

Astronómom z Európskeho južného observatória (ESO) sa podarilo vôbec po prvý raz v histórii pozorovať, ako obieha exoplanéta okolo svojej materskej hviezdy. Najnovšia štúdia definitívne potvrdzuje existenciu exoplanéty beta Pictoris b (súhvezdie Pictor = lat. Maliar), ktorá bola objavená už v roku 2003. Do dneška (22. 6. 2010) sa astronómom podarilo objaviť 462 planét okolo cudzích hviezd. Pozorovať tieto exoplanéty priamo je veľmi obtiažne, pretože sú prežiarené svojou materskou hviezdou. Drvivá väčšina exoplanét bola preto objavená nepriamymi metódami. Najúspešnejšou metódou je metóda merania radiálnych rýchlostí, kde sa existencia exoplanéty prejaví posuvom spektrálnych čiar v spektre hviezdy. S veľkým odstupom za ňou je tranzitná fotometria. Prítomnosť planéty prezradí nepatrný pokles jasnosti hviezdy v okamihu, kedy cez jej disk z nášho pohľadu prechádza planéta. Väčšina doposiaľ objavených exoplanét obieha okolo svojich hviezd veľmi blízko, s obežnou dobou často len desiatky hodín. Neznamená to, že by také planéty boli vo vesmíre typické, to len vyššie popísané metódy jednoduchšie odhalia planéty s krátkou obežnou dobou. Niekoľko exoplanét sa však už podarilo aj napriek veľkým úskaliam pozorovať priamo a to vďaka metóde priameho zobrazenia, pri ktorej je rušivé svetlo materskej hviezdy odtienené. Priame zobrazenie je kontroverzná metóda, ktorá má nepochybne pred sebou veľkú budúcnosť. Na jednej strane je na prvý pohľad lepšie pochopiteľná pre laickú verejnosť, ktorá z veľkej časti nedôveruje nepriamym metódam a chce vidieť exoplanéty „na vlastné oči“ a nie v podobe svetelných kriviek, alebo posúvajúcich sa spektrálnych čiar, či ilustračných kresieb maliarov. Na druhej strane nám priame zobrazenie zatiaľ poskytuje ešte menej presné údaje o hmotnosti a obežnej dobe exoplanéty než nepriame metódy. Často je dokonca ťažko povedať, či je na snímke skutočne exoplanéta, alebo napríklad hviezda v pozadí. Teraz však máme po prvý krát v histórii dôkaz, že pozorovaným úkazom je skutočne reálna exoplanéta. Náš príbeh sa začal už v roku 1983, kedy astronómovia o objave prvej exoplanéty stále len snívali a toto snenie im malo vydržať ešte ďalších 12 rokov. Všeobecne sa predpokladalo, že Slnko nie je jedinou hviezdou vo vesmíre, okolo ktorej obiehajú planéty. Na ich objavenie však astronómia vtedy nemala potrebné prístroje. V roku 1983 prišla prvá iskrička nádeje, prvý nepriamy dôkaz, že aj ostatné hviezdy môžu mať svoje planéty. Astronómom sa podarilo pri hviezde beta Pictoris pozorovať protoplanetárny disk, ktorý je zložený z plynu a prachu a z ktorého vznikajú planéty. Vzhľadom k veku hviezdy, ktorý sa odhaduje na 12 miliónov rokov, existovalo určité podozrenie, že z prachu a plynu sa už stihla sformovať exoplanéta. Na snímkach z roku 2003 bolo naozaj odhalené niečo, čo pripomínalo obriu plynnú exoplanétu. V hlavách astronómov však ostalo semienko pochybností, či nejde napríklad o vzdialenú hviezdu, ktorá sa len zhodou okolností premieta do okolia protoplanetárneho disku. Na snímkach z roku 2008 a z jari 2009 nebola u hviezdy beta Pictoris nájdená žiadna exoplanéta. Jednému zo štyroch 8,2 - metrových ďalekohľadov VLT na Európskom južnom observatóriu v Čile sa to podarilo až koncom roka 2009. Na snímke je vidieť exoplanéta, ktorá sa nachádza na opačnej strane od hviezdy než bola v roku 2003. Astronómovia tak dostali do rúk dôkaz, že podozrivý „zdroj svetla“ okolo hviezdy naozaj obieha. V rokoch 2008 a na jar 2009 sa astronómom nepodarilo exoplanétu pozorovať, pretože zrejme bola schovaná za hviezdou, alebo sa naopak nachádzala pred ňou a bola ňou prežiarená. Exoplanéta dostala už skôr označenie beta Pictoris b. Jej hmotnosť sa odhaduje na 8 hmotností Jupitera. Okolo svojej hviezdy obieha vo vzdialenosti 8 až 15 AU (astronomických jednotiek, t.j. stredných vzdialeností Zem – Slnko, 1 AU = 149,6 milióna km) a jej doba obehu je asi 16 rokov. Je nutné podotknúť, že všetky údaje sú skôr hrubým odhadom, ktorý sa v budúcnosti spresní. Najnovšia štúdia má hneď niekoľko pozitívnych a prielomových dopadov. Podarilo sa dokázať, že exoplanéta beta Pictoris b skutočne existuje a po prvý raz v histórii sa podarilo zachytiť pohyb exoplanéty okolo svojej hviezdy. Beta Pictoris b má aj najkratšiu obežnú dobu zo všetkých exoplanét objavených priamym zobrazením. Pre porovnanie: napríklad okolo hviezdy HR 8799 sa podarilo objaviť tri exoplanéty s obežnými dobami asi 100, 189 a 465 rokov. Za týmto objavom stojí prístroj NACO, nainštalovaný na jednom z ďalekohľadov VLT. NACO (NAOS-CONICA, Nasmyth Adaptive Optics System – COude Near Infrared CAmera) je kamera pre infračervenú oblasť spektra, ktorá vďaka adaptívnej optike dokáže minimalizovať vplyv atmosféry na astronomické pozorovania. Prístroj pracuje ako spektrograf, koronograf aj polarimeter. Hviezdu beta Pictoris nájdeme voľným okom v súhvezdí Maliara na južnej oblohe a je od nás vzdialená asi 60 svetelných rokov. Jej hmotnosť je asi o 75% väčšia než hmotnosť nášho Slnka a jej svietivosť dosahuje približne 8,5 svietivosti Slnka.

RNDr. Zdeněk Komárek