V obyvatelné zóně u nejbližší sousední hvězdy byla objevena planeta

Kampaň ‚Pale Red Dot‘ odhalila planetu o hmotnosti Země obíhající kolem Proximy Centauri

Astronomové využívající dalekohledy ESO a přístroje dalších observatoří objevili důkazy existence planety na oběžné dráze kolem Proximy Centauri, Slunci nejbližší sousední hvězdy. Dlouho hledaný objekt, označený Proxima b, obíhá kolem své mateřské hvězdy, chladného červeného trpaslíka, jednou za 11 dní. Tato pravděpodobně kamenná planeta je jen o málo hmotnější než Země a na jejím povrchu by mohly panovat podmínky vhodné pro existenci vody v kapalném stavu. Jedná se o nejbližší známou extrasolární planetu, která by zároveň mohla být nejbližším útočištěm života mimo Sluneční soustavu. Odborný článek popisující tento přelomový objev bude zveřejněn 25. srpna 2016 v prestižním vědeckém časopise Nature.

O něco dále než čtyři světelné roky od nás se nachází malý červený trpaslík – Proxima Centauri, který je, mimo naše Slunce, tou nejbližší hvězdou k planetě Zemi. Tato nenápadná hvězdička je příliš slabá pro pozorování pouhým okem, ale malým dalekohledem bychom ji na obloze našli v jižním souhvězdí Kentaura, nedaleko mnohem jasnější dvojhvězdy Alfa Centauri (Alpha Centauri AB).

V první polovině roku 2016 vědci pravidelně monitorovali Proximu Centauri pomocí spektrografu HARPS, který pracuje ve spojení s dalekohledem ESO 3.6-metre telescope o průměru primárního zrcadla 3,6 m na observatoři ESO/La Silla v Chile, a simultánně dalšími teleskopy po celém světě. V rámci kampaně nazvané Pale Red Dot pátrali astronomové pod vedením Guillema Anglada (Queen Mary University, Londýn) po jemných pohybech hvězdy směrem k nám a od nás, které by mohly být důsledkem gravitačního působení obíhající planety.

Jelikož se jednalo o mimořádně zajímavé téma i pro laickou veřejnost, průběžné výsledky kampaně byly mezi lednem a dubnem 2016 zveřejňovány na webových stránkách a prostřednictvím sociálních sítí. Oznámení byla doprovázena řadou populárních článků, které napsali specialisté z celého světa.

Guillem Anglada-Escudé vysvětluje záměr unikátního pátrání: První náznaky možné přítomnosti planety u Proximy Centauri byly pozorovány již v roce 2013, ale výsledky nebyly přesvědčivé. Od té doby jsme s pomocí ESO a dalších organizací tvrdě pracovali na získání nových pozorování. Kampaň Pale Red Dot jsme ve skutečnosti plánovali celé dva roky.“

Data pořízená v rámci kampaně, v kombinaci se staršími výsledky získanými na zařízeních ESO i jinde, odhalila jasný a mimořádně zajímavý signál. Proxima Centauri se periodicky přibližuje a vzdaluje rychlostí asi 5 kilometrů za hodinu (což je zhruba rychlost běžné chůze). Pravidelný vzorec změn takzvané radiální rychlosti se opakuje s periodou 11,2 dne. Podrobná analýza drobného Dopplerova posunu (Doppler shifts) přicházejícího záření ukázala, že kolem hvězdy se ve vzdálenosti asi 7 milionů kilometrů (tedy 20krát blíže než obíhá Země kolem Slunce) pohybuje planeta minimálně 1,3krát hmotnější než Země.

Guillem Anglada-Escudé dále komentuje události uplynulých několika měsíců: Každý den, po celých 60 dní kampaně Pale Red Dot, jsme neustále kontrolovali vzájemnou shodu starých a nových dat. Prvních deset dní vypadalo slibně, prvních dvacet dní byl signál stále konzistentní, a po třiceti dnech se dalo říci, že máme výsledek, takže jsme začali psát článek.“

MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT:   Na vysloužilé družice magnetickým tahačem

Hvězdy typu červený trpaslík, tedy i Proxima Centauri, jsou velmi aktivní a jejich záření se může měnit řadou dalších procesů, které by mohly být zaměněny za přítomnost planety. Aby členové týmu ‚Pale Red Dot‘ tuto možnost vyloučili, měřili během celé kampaně velmi pečlivě rovněž jasnost Proximy Centauri, a to pomocí dalekohledů ASH2 (San Pedro de Atacama Celestial Explorations Observatory, Chile) a sítě přístrojů patřící Observatoři Las Cumbres (Las Cumbres Observatory). Z konečné analýzy tak byla vyřazena data o radiální rychlosti získaná v době zaznamenaných optických vzplanutí.

Planeta Proxima b obíhá mnohem blíže ke své hvězdě, než se ve Sluneční soustavě pohybuje Merkur kolem Slunce. Ale jelikož je Proxima Centauri výrazně slabší než Slunce, znamená to, že planeta obíhá uvnitř takzvané obyvatelné zóny své hvězdy, kde by se odhadovaná teplota na jejím povrchu měla pohybovat v rozmezí, které umožňuje existenci kapalné vody. I když dráha planetě zajišťuje příznivou teplotu, podmínky na povrchu Proximy b negativně ovlivňuje ultrafialové a rentgenové záření mateřské hvězdy, které je naopak mnohem intenzivnější, než jaké zažíváme od Slunce na povrchu Země.

Obyvatelností a klimatickými poměry na planetě Proxima b se zabývá dvojice samostatných článků. Autoři dospěli k závěru, že existenci kapalné vody na povrchu v současnosti nelze vyloučit. Pokud však se kapalná voda na povrchu vyskytuje, tak pouze na nejvíce ostvětlovaných místech – na hemisféře trvale přivrácené ke hvězdě (v případně vázané rotace) nebo v tropickém pásmu (pokud má planeta rezonanční rotaci 3:2). Rotační stav planety, silné záření mateřské hvězdy a další vývojové faktory způsobují, že klima na planetě se nejspíše výrazně liší od pozemského, je například nepravděpodobné, že by se zde vyskytovala roční období.

Tento objev představuje začátek dalšího detailního pozorování, a to jak pomocí současných přístrojů, tak i prostřednictvím nové generace obřích teleskopů, jakým bude například Evropský extrémně velký dalekohled E-ELT(European Extremely Large Telescope). Proxima b se stává hlavním objektem zájmu při pátrání po důkazech existence života jinde ve vesmíru. A systém Alfa Centauri cílem prvního pokusu lidstva o mezihvězdný let, například v rámci projektu StarShot.

Guillem Anglada-Escudé dodává: Objevili jsme již mnoho extrasolárních planet a ještě víc jich najdeme v budoucnosti. Ale úspěšné pátrání po nejbližším planetárním světě, který je srovnatelný se Zemí, to je pro všechny zkušenost na celý život. Řada životních příběhů se protnula a mnoho pracovního úsilí spojilo ve snaze o dosažení tohoto objevu. A výsledek je poctou pro všechny. Pátrání po životě na planetě Proxima b může začít…

Zdroj: ESO – Tisková zpráva, foto&video: ESO/M. Kornmesser, ESO./L. Calçada/Nick Risinger (skysurvey.org)