V současné době víme asi 4 000 potvrzených exoplanet, hlavně díky Keplerově misi. TESS, Transiting Exoplanet Survey Satellite, pravděpodobně zvýší těch 4000 hodně. Ale co hvězdy, které všechny tyto planety obíhají?
Nová studie z Astrofyzikálního ústavu a univerzitní observatoře University of Jena identifikovala přes 200 exoplanet, které existují ve více hvězdných systémech. Studie je součástí snahy pochopit, jak hostitelské hvězdy formují vznik a vývoj planet.
Autorem této studie je Dr. Markus Mugrauer, astrofyzik z Astrofyzikálního ústavu a univerzitní observatoře University of Jena v Německu. Jeho práce je založena na druhém vydání dat z Gaia, misi ESA vytvořit 3D mapu naší galaxie. Mugrauer se zajímá o to, jak formování a vývoj planety více hvězdných systémů tvaruje a vyvíjí se, což se děje na počátku sluneční soustavy.
"V naší Mléčné dráze je velmi běžné více hvězdných systémů."
Dr. Markus Mugrauer, autor studie, University of Jena.
Nový průzkum ukazuje, že do 1600 světelných let od Slunce je 176 binárních hvězd, 27 hierarchických trojic a jeden hierarchický čtyřnásobný systém, ve kterém jsou všechny exoplanety. To je celkem 208 více hvězdných systémů s planetami z více než 1300 exoplanetových hostujících hvězd ve stejné vzdálenosti.
Studie je nazvána „Hledání hvězdných společníků exoplanetových hostitelských hvězd prozkoumáním druhé ESA-Gaia vydání dat. “ Je zveřejněno v Měsíční zprávě Královské astronomické společnosti, 13. listopadu 2019. Mugrauer je jediným autorem.
"V naší Mléčné dráze je velmi běžných více hvězdných systémů," vysvětlil Mugrauer v tiskové zprávě. "Pokud takové systémy obsahují planety, mají zvláštní význam pro astrofyziku, protože planetární systémy v nich se mohou zásadně lišit od naší sluneční soustavy."
Počet skutečných hvězd v Mléčné dráze nelze zjistit. Hvězdy s nízkou hmotností je těžké najít, zejména v jakékoli velké vzdálenosti od nás. Ale jak hvězdy jdou, astronomové často v naší galaxii pracují s rozsahem mezi 200 až 400 miliardami hvězd. Některé odhady ukazují, že až 85% hvězd v Mléčné dráze je ve více hvězdných systémech. Keplerova data ukazují, že pouze jedna třetina více hvězdných systémů má planety. Jak však více hvězdné systémy formují planety, které je obíhají, je stále otázkou s rozšířenými důsledky.
Mugrauerova práce přesahuje pouhé nalezení a identifikaci více hvězdných systémů, které jsou hostiteli exoplanet. Chtěl tyto sluneční soustavy charakterizovat podrobněji. Zjistil, že systémy se velmi liší velikostí. Těsně vázané systémy mají doprovodné hvězdy do 20 AU od své hvězdy, což je podobné vzdálenosti Uranu od našeho Slunce, a širší systémy mají společníky přes 9 000 AU od své hvězdy. Nejčastěji se však nacházejí kolem 1000 AU.
Také charakterizoval typy a počty hvězd v těchto systémech.
Hvězdy v Mugrauerově studii se liší podle věku, hmotnosti a teploty. Nejhmotnější hvězda, kterou našel, je 1,4krát hmotnější než naše Slunce a nejméně hmotná je jen 8% hmotností Slunce. Hmotnost společníků však vrcholí mezi 0,15 a 0,3 solárními hmotami. Mnoho z více hvězdných systémů obsahovalo větší, „dominantní“ hvězdu a menšího společníka: nižší, chladné trpasličí hvězdy, které zářily červeně.
Jednou z otázek, kterým čelí astronomové, je, zda exoplanety mohou přežít někdy zničující křeče hvězdy, která se blíží závěrečným stádiím jejího vývoje. (Vidět Space Magazine: Vypadá to, že je to nemožné, ale nějak tato planeta přežila svou Red Giant Phase) Mugrauer našel mezi svými hvězdnými systémy osm bílých trpaslíků, což posílilo případ, že planety mohou přežít, alespoň někdy, když hostitelská hvězda způsobí zmatek ve svém okolí .
Z 208 více hvězdných systémů v Mugrauerově studii je velká většina - 176 - binární hvězdné systémy. Existuje však také 27 trojitých hvězdných systémů a dokonce jeden čtyřnásobný hvězdný systém. A mezi 20 a 10 000 AU má 15% hvězd společníka. To je v rozporu s obecnou frekvencí hvězd podobných Slunci se společníky, kde astronomové očekávají, že najdou dvakrát tolik. Společenské hvězdy, které Mugrauer ve své studii našel, ukazují vzdálenosti asi pětkrát větší než v „běžných“ systémech.
Podle Mugrauera: „Tyto dva faktory společně mohou naznačovat, že vliv několika hvězd v hvězdném systému narušuje proces formování planety i další rozvoj jejich oběžné dráhy.“
Přítomnost hvězdného společníka by mohla narušit proces formování planety na disku kolem mladých hvězd. Jeho gravitace by také mohla ovlivnit vývoj oběžné dráhy planety.
Mugrauer zjistil, že asi 15% hvězd hostujících exoplanety v jeho studii má jednu nebo více společenských hvězd. Ale vidí to jen začátek své práce. Má v úmyslu průběžně aktualizovat svůj seznam jako probíhající projekt, protože nové exoplanetové mise, zejména TESS, vykonávají svou práci.
Díky této rostoucí databázi exoplanetových hostitelských systémů s více hvězdami mohou astronomové začít odpovídat na zajímavou otázku: jak se planety tvoří, vyvíjejí a přizpůsobují, když má hostitelská hvězda společníka?
Více:
- Tisková zpráva: Vzdálené světy pod mnoha slunci
- Research Paper: Hledejte hvězdné společníky exoplanetových hostitelských hvězd prozkoumáním druhé ESA-Gaia uvolnění dat
- Space Magazine: Vypadá to, že je to nemožné, ale tato planeta nějak přežila fázi Red Giant
