Nový zvláštny planetárny systém

Hviezda s označením Kepler-11 je podobná nášmu Slnku a obieha okolo nej šesť planét. Občas prechádzajú dve, alebo viac z nich, súčasne popred svoju hviezdu, ako je to ukázané na priloženom umeleckom obrázku súčasného tranzitu troch planét, čo pozorovala družica Kepler 26. augusta 2010. Druhý obrázok ukazuje planetárny systém Kepler-11 a našu slnečnú sústavu z takej perspektívy, aby bolo vidieť, že v oboch sústavách ležia dráhy planét v takmer jednej rovine. Tento objav planetárneho systému so šiestimi planétami urobili nedávno astronómovia pomocou kozmického ďalekohľadu Kepler (patriacemu NASA). Planéty zo zmesi skál a plynov obiehajú Slnku podobnú hviezdu, teraz známu ako Kepler-11, ktorá je od nás vzdialená asi 2000 svetelných rokov. „Planetárny systém Kepler-11 je úžasný,“ povedal Jack Lissauer, odborník na planéty a člen vedeckého tímu projektu Kepler z Ames Research Center, Moffett Field, Kalifornia. „Je prekvapujúco kompaktný a plochý, je tu prekvapivo veľké množstvo veľkých planét obiehajúcich blízko svojej hviezdy – doteraz sme ani nevedeli, že takéto systému môžu existovať.“ Inými slovami, hviezda Kepler-11 má najkompaktnejší doteraz objavený planetárny systém mimo našej slnečnej sústavy. „Je známych niekoľko hviezd, ktoré majú viac než jednu tranzitujúcu planétu a Kepler-11 je prvou známou hviezdou, ktorá ich má viac než tri,“ povedal Lissauer. „Vieme, že sústavy podobnej tejto nie sú veľmi bežné. Určite oveľa menej hviezd než jedno percento má planetárne sústavy podobné ako Kepler-11. Ale či je to jedna z tisíc, z desaťtisíc, či dokonca jedna z milióna, to nevieme, pretože zatiaľ sme pozorovali len jediný takýto systém.“ Všetky planéty obiehajúce okolo Kepler-11, žltej trpasličej hviezdy, sú väčšie než Zem, pričom najväčšia z nich je porovnateľná čo do veľkosti s Uránom či Neptúnom. Najvnútornejšia planéta označená Kepler-11b (t.j. najbližšia ku hviezde) je 10 krát bližšie ku svojej hviezde než naša Zem k Slnku – teda je od nej vzdialená len 15 miliónov km (pre porovnanie: Merkúr je od Slnka vzdialený takmer 60 miliónov km). Ak sa pohybujeme smerom ďalej od hviezdy, ďalšie planéty sú Kepler-11c, Kepler-11d, Kepler-11e, Kepler-11f a poslednou je Kepler-11g, ktorá je ale aj tak viac než dvakrát bližšie ku svojej hviezde než Zem k Slnku – obieha okolo svojej materskej hviezdy vo vzdialenosti necelých 70 miliónov km. „Päť vnútorných planét je bližšie ku hviezde než ktorákoľvek planéta slnečnej sústavy ku Slnku a len šiesta z nich je troška ďalej než Merkúr od Slnka,“ hovorí Lissauer. Ak by sme túto sústavu umiestnili do našej slnečnej sústavy, planéta Kepler-11g by obiehala medzi dráhami Merkúra a Venuše a ostaných 5 planét by krúžilo medzi Merkúrom a Slnkom. Dráhy piatich vnútorných planét v systéme Kepler-11 sú k sebe oveľa bližšie než dráhy ktorýchkoľvek planét v našej planetárnej sústave. Týchto päť vnútorných exoplanét má periódy obehu okolo svojej trpasličej hviezdy v intervale 10 až 47 dní, zatiaľ čo Kepler-11g má obežnú dobu 118 dní. Hmotnosti planét sa pohybujú od menej než jedna hmotnosť Jupitera (318 hmotností Zeme) až po 2,3 násobok hmotnosti Zeme. Ich polomery sú v intervale 2 až 4,5 polomerov Zeme. Teploty na planétach sa predpokladajú od 630 pri najvnútornejšej do 130 stupňov Celzia pri poslednej vonkajšej. „Meraním rozmerov a hmotností piatich vnútorných planét sme zistili, že patria medzi najmenšie potvrdené exoplanéty,“ doplnil Lissauer. „Tieto planéty sú tvorené zmesou skál a plynov a pravdepodobne aj vody. Skalnatý materiál je zodpovedný za väčšinu hmotnosti planét, zatiaľ čo plyn zasa zaberá väčšinu ich objemu.“ Podľa Lissauera je Kepler-11 pozoruhodný planetárny systém, ktorého stavba a dynamika prinesie dôležité informácie o jeho vzniku. Planéty Kepler-11d, Kepler-11e a Kepler-11f obsahujú značné množstvo ľahkého plynu, čo podľa Lissauera znamená, že najmenej tri z týchto planét vznikli v ranom období tejto sústavy počas niekoľkých miliónov rokov. Vo všeobecnosti planetárny systém vzniká, keď sa zmršťuje molekulárny oblak a vzniká hviezda. Súčasne sa vytvorí okolo hviezdy disk plynu a prachu (tzv. protoplanetárny disk), v ktorom vznikajú planéty. Protoplanetárne disky je možné pozorovať okolo väčšiny hviezd, ktoré sú mladšie než jeden milión rokov, ale má ich aj malé množstvo hviezd starších než 5 miliónov rokov. To vedie vedcov k teórii, že planéty, ktoré obsahujú značné množstvá plynu vznikajú relatívne rýchlo, aby získali dostatok plynov než sa disk rozplynie. Družica Kepler bude počas zvyšku svojej misie pokračovať v získavaní vedeckých dát o novom planetárnom systéme Kepler-11. Čím viac prechodov planét popred hviezdu (tranzitov) napozoruje, tým lepšie budú môcť astronómovia určiť rozmery a hmotnosti planét. „Tieto údaje nám umožnia oveľa presnejšie vypočítať rozmery a hmotnosti a to by nám zasa mohlo pomôcť detegovať viac planét obiehajúcich okolo hviezdy Kepler-11,“ vysvetľuje Lissauer. „Snáď budeme schopní objaviť siedmu planétu tohto systému, buď z jej tranzitov, alebo z jej gravitačného pôsobenia na šiestu planétu, ktorú už pozorujeme. Naučíme sa fantasticky mnoho o rôznorodosti extrasolárnych planét obiehajúcich okolo hviezd v našej Galaxii.“ Kozmické observatórium Kepler hľadá v dátach známky planét meraním maličkých poklesov jasnosti hviezd, keď popred nich prechádza ich planéta. Veľkosť planéty sa dá odvodiť zo zmeny jasnosti hviezdy. Teplota sa dá zasa určiť z charakteristík hviezdy a z obežnej doby planéty. Vedecký tím družice Kepler používa taktiež pozemské ďalekohľady, ako aj kozmický ďalekohľad Spitzer, aby zabezpečil následné pozorovanie kandidátov na exoplanéty a iné zaujímavé objekty objavené touto družicou. Hviezdne pole pozorované Keplerom sa nachádza v súhvezdí Labute a Lýry a dá sa pozorovať pozemskými ďalekohľadmi len od jari do začiatku jesene. Údaje z týchto pozorovaní pomôžu určiť, ktorí z kandidátov budú identifikovaní ako planéty. Kepler bude pokračovať v práci najmenej do novembra 2012 a bude hľadať planéty veľkosťou podobné Zemi, vrátane takých, ktoré obiehajú okolo svojich hviezd v obývateľnej zóne, kde by na povrchu planét mohla existovať tekutá voda. Keďže tranzity planét v obývateľnej zóne Slnku podobných hviezd nastávajú približne raz ročne a vyžadujú sa tri pozorovania tranzitov na ich potvrdenie, predpokladá sa, že na objavenie a potvrdenie planéty podobnej Zemi bude potrebné pozorovať aspoň 3 roky. „Kepler môže pozorovať len 1/400 z celej oblohy,“ hovorí William Borucki z Ames Research Center, Moffett Field, Kalifornia. „Kepler môže objaviť len malú časť planét okolo hviezd, ktoré pozoruje, pretože ich dráhy sú v priestore rozložené náhodne. Ak vezmeme do úvahy oba tieto faktory, náš výsledok poukazuje na to, že okolo hviezd obkolesujúcich naše Slnko musia obiehať milióny planét.“

RNDr. Zdeněk Komárek