Hubbleův vesmírný dalekohled identifikoval 16 hvězd, které by mohly mít extrasolární planety. Objev byl proveden pomocí tranzitní metody, kde planety mírně tlumily své mateřské hvězdy, když procházely vpředu. Ke skutečnému výpočtu hmotnosti tranzitujících planet bude zapotřebí dalších pozorování.
Hubbleův kosmický dalekohled NASA objevil 16 kandidátů na extrasolární planetu obíhajících kolem různých vzdálených hvězd v centrální oblasti naší Mléčné dráhy.
Bonanza planety byla odhalena během průzkumu Hubble, nazvaného Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search (SWEEPS). Hubble vypadal dál, než kdy předtím byly úspěšně vyhledávány extrasolární planety. Hubble zíral na 180 000 hvězd v přeplněném centrálním výboji naší galaxie vzdáleném 26 000 světelných let. To je čtvrtina průměru točivého disku Mléčné dráhy. Výsledky se objeví v čísle 5. října časopisu Nature.
Tato shoda je v souladu s počtem planet, u nichž se očekává, že budou odhaleny z tak vzdáleného průzkumu, na základě předchozích detekcí exoplanet provedených v našem místním slunečním sousedství. Hubbleův úzký pohled pokrýval pruh oblohy ne větší v úhlové velikosti než dvě procenta plochy úplňku. Když extrapolujeme na celou galaxii, Hubbleova data poskytují silný důkaz o existenci přibližně 6 miliard planet Jupiteru v Mléčné dráze.
Pět nově objevených planet představuje nový extrémní typ planety, který nebyl nalezen v žádném blízkém vyhledávání. Tyto planety nazývané ultrakratky (USPP) se točí kolem jejich hvězd za méně než jeden den Země.
"Objevování velmi krátkých planet bylo velkým překvapením," řekl vedoucí týmu Kailash Sahu z kosmického dalekohledu Science Institute, Baltimore. "Náš objev také poskytuje velmi silné důkazy o tom, že planety jsou stejně hojné v jiných částech galaxie, jako jsou v našem solárním sousedství."
Hubble nemohl přímo zobrazit 16 nově nalezených kandidátů na planetu. Astronomové použili Hubbleův pokročilý fotoaparát pro průzkumy k hledání planet měřením mírného stmívání hvězdy v důsledku průchodu planety před ní, což je událost zvaná tranzit. Planeta by musela být o velikosti Jupiteru, aby zablokoval dostatek hvězdného světla, asi jedno až 10 procent, aby byl měřitelný Hubbleem.
Planety se nazývají „kandidáti“, protože astronomové mohli získat následná hmotnostní měření pouze pro dvě z nich kvůli vzdálenosti a slabosti těchto systémů. Po důkladné analýze tým vyloučil alternativní vysvětlení, jako je pasoucí se průchod hvězdným společníkem, který by mohl napodobit předpokládaný podpis skutečné planety. Nález dokázal více než zdvojnásobit počet planet, které byly dosud prozrazeny technikou tranzitu.
Existuje tendence, aby se kandidáti planety otáčeli kolem hvězd, které jsou hojnější v prvcích těžších než vodík a helium, jako je uhlík. To podporuje teorie, že hvězdy bohaté na těžké prvky mají potřebné ingredience k vytvoření planet.
Kandidát na planetu s nejkratší orbitální periodou, jmenovaný SWEEPS-10, se otáčí kolem své hvězdy za 10 hodin. Nachází se pouhých 740 000 mil od své hvězdy, planeta patří mezi nejžhavější, jaké kdy byla detekována. Má odhadovanou teplotu přibližně 3 000 stupňů Fahrenheita.
"Tato planeta objímající hvězdu musí být nejméně 1,6krát větší než hmotnost Jupiteru, jinak by ji gravitační sval hvězdy roztrhl," řekl člen týmu SWEEPS Mario Livio. "Nízká teplota hvězdy umožňuje planetě se vzdát tak blízko hvězdy."
"Zdá se, že planety s velmi krátkou dobou se vyskytují přednostně kolem normálních červených trpaslíků, které jsou menší a chladnější než naše slunce," vysvětlil Sahu. "Zjevná absence USPP kolem slunečních hvězd v našem místním sousedství naznačuje, že se mohli odpařit, když migrovali příliš blízko k teplejší hvězdě."
Existuje jiný důvod, proč planety podobné Jupiteru kolem chladnějších hvězd mohou migrovat blíže ke hvězdě než takové planety kolem teplejších hvězd. Obvodový disk plynu a prachu, z něhož se vytvořily, se rozprostírá blíže k chladnější hvězdě. Od objevu prvního „horkého Jupiteru“ kolem jiné hvězdy v roce 1995 si astronomové uvědomili, že tento neobvyklý typ masivní planety se musel spirálovitě zatočit v blízkosti své mateřské hvězdy ze vzdálenějšího místa, kde se musí zformovat. Vnitřní okraj oběžného disku zastavuje migraci.
K planetárním tranzitům dochází pouze tehdy, když je orbit planety viděn téměř na okraji. Avšak jen asi 10 procent horkých Jupiterů má okrajové dráhy, které umožňují pozorování planety, která prochází hvězdou. Aby byly průzkumy tranzitu úspěšné, musí zobrazit velký počet hvězd najednou. Průzkum SWEEPS zahrnoval bohaté pole hvězd v okně Střelce.
Termín „okno“ znamená jasný pohled do galaktického středu, ale velká část galaktické roviny je zakryta prachem. Hubble monitoroval 180 000 hvězd pro pravidelné a krátké stmívání jasu hvězdy. Hvězdné pole bylo pozorováno nepřetržitě sedmidenní období od 23. do 29. února 2004. Aby bylo zajištěno, že stmívání bylo způsobeno objektem obíhajícím hvězdu, tým použil Hubble k detekci dvou až 15 po sobě jdoucích tranzitů pro každý z 16 kandidátů na planetu.
Dvě hvězdy v poli jsou dostatečně jasné, aby tým SWEEPS mohl nezávisle potvrdit přítomnost planety spektroskopickým měřením mírného kolísání pohybu hvězdy díky gravitačnímu tahu neviditelného společníka. Použili velmi velký dalekohled Evropské jižní observatoře, který se nachází na hoře Paranal v Chile, k měření mírného kolísání hvězdy.
Jeden z planetárních kandidátů má hmotnost pod detekčním limitem 3,8 Jupiterových hmot. Druhým kandidátem je 9,7 Jupiterských hmot, což je pod minimální hmotností 13 Jupiterových hmot pro hnědého trpaslíka. Hnědý trpaslík je objekt, který se tvoří jako hvězda, ale nemá dostatek hmoty, aby zářil jadernou fúzí.
Protože hvězdy jsou tak slabé a zorné pole je tak hustě nabité hvězdami, není měření lehkého kolísání pohybu hvězdy pomocí spektroskopie k potvrzení většiny kandidátů na planetu proveditelné. Budoucí dalekohledy, jako je James Webb Space Telescope, poskytnou potřebnou citlivost k potvrzení většiny kandidátů na planetu.
Program Hubble SWEEPS je důležitým důkazem koncepce pro budoucí misi Kepler Mission NASA, která má být uvedena na trh v roce 2007. Observatoř Kepler bude nepřetržitě sledovat oblast galaxie Mléčná dráha, aby detekovala tranzitní planety kolem většinou vzdálených hvězd. Kepler bude dostatečně citlivý na to, aby odhalil možná stovky kandidátů na planety Země v obytné zóně nebo v její blízkosti, vzdálenost od hvězdy, kde by na povrchu planety mohla existovat tekutá voda.
Hubbleův vesmírný dalekohled je projektem mezinárodní spolupráce mezi NASA a Evropskou kosmickou agenturou. Vesmírný teleskopický vědecký institut provádí vědecké operace v Hubbleu. Institut provozuje NASA Asociace univerzit pro výzkum v Astronomy, Inc., Washington.
Původní zdroj: Hubble News Release
