To muselo počkat do Vánoc. Jen moment.
Dne 25. prosince 2020 zaznamenal kosmický dalekohled NASA TESS (TESS – Transiting Exoplanet Survey Satellite) pokles jasnosti hvězdy. Právě tento jediný průchod planety na pozadí hvězdy zahájil hon na NGTS-38b, svět, jehož hmotnost se ukázala být téměř pětkrát větší než hmotnost Jupiteru.
Astronomové po léta hledali planety obíhající v těsné blízkosti jejich hvězd. Krátké oběžné dráhy, soukromé průchody, světelná data.
Tento případ byl ale jiný.
NGTS-38b dokončí plnou rotaci za 180 dní. Toto je „super Jupiter“. Ačkoli tento termín obvykle implikuje pouze masivnost a nikoli rychlost, kolosální hmotnost zde v kombinaci s oběžnou dobou blízkou šesti měsícům dělá z objektu statistickou anomálii pro tranzitní metodu.
“Toto je neuvěřitelný objev… najít objekt na takovou vzdálenost – 100 dní – je velká událost!”
Vlastně 180 dní. Toby Rodel, doktorand, který vedl objev jménem Queen’s University Belfast, nenašel jen planetu. Čekal na ni.
Proč je tak obtížné zachytit planety s dlouhou oběžnou dobou?
Představte si geometrii situace.
Abychom viděli planetu pomocí tranzitní metody, musí projít přesně mezi svou hvězdou a Zemí. Pokud je oběžná dráha široká, k takovému křížení dochází extrémně zřídka. Období 180 dní znamená, že můžete vidět jeden tranzit každých šest měsíců.
Rodelův tým namířil dalekohledy NGTS (Next Generation Transit Survey) v Chile na cílovou hvězdu více než 200 po sobě jdoucích nocí.
za co?
Pro záznam závěrečné části druhého tranzitu.
Bylo to nutné. Jedno přehrávání poskytuje odhad času a velikosti. Dvě pasáže potvrzují období. Bez tohoto potvrzení zůstávají data pouze pravděpodobností.
Ale i se dvěma průchody zůstává hmotnost neznámá. Alespoň ne přímo.
Tým rozdělil světlo hvězdy, aby změřil drobné výkyvy. Gravitace planety táhne hvězdu, což způsobuje její mírný pohyb. Analýzou těchto pohybů spolu s údaji o tranzitu vědci vypočítali skutečnou hmotnost planety: 4,5násobek hmotnosti Jupiteru.
A co rádius? Asi o 8 % více než Jupiter.
Toto je hustý objekt. Kompaktní obr.
Oběžná dráha je zvláštní. A to je důležité
Většina exoplanet objevených touto metodou obíhá blízko svých hvězd. Jsou horké. Atmosféra je z nich vydřená.
NGTS-38b je jiný.
Jeho oběžná dráha není kruhová. Je to eliptické.
Ve svém nejbližším bodě je hvězda jen o málo dále než Merkur od našeho Slunce. Ve svém nejvzdálenějším bodě je planeta od hvězdy téměř stejně vzdálená jako Země od Slunce.
Mateřská hvězda je větší a teplejší než naše, takže planeta zůstává teplá. Ale je chladnější než ultra horké Jupitery, které obvykle studujeme.
Proč na teplotě záleží?
“Tato planeta má výrazně nižší teplotu… je to skvělá příležitost ke studiu toho, co drží měsíce nebo prstence pohromadě.”
To je podstata.
Většina známých exoplanet je příliš blízko u svých hvězd pro stabilní satelitní systémy. Slapové síly je roztrhají na kusy. NGTS-38b je dále. Jeho gravitace je silná.
Dokáže pojmout satelity?
Mohl by mít prsteny?
Nikdy jsme nepotvrdili přítomnost žádného z nich mimo naši sluneční soustavu. Pokud tam jsou, tato planeta může být tím nejlepším kandidátem na prokázání jejich existence.
Dva týmy. Jedna planeta. Žádné zápasy
Věda nemá ráda samotáře.
Zatímco Rodelův tým zveřejnil své výsledky v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, samostatný tým vedený Felipem Rojasem z Univerzity Adolfa Ibáñeze systém nezávisle identifikoval.
Planetu pojmenovali TIC-659102228 b.
Stejná planeta. Stejná metoda. Stejný výsledek.
Rojas poznamenal „střední výstřednost“ a hmotnost jako klíčové rysy. Takové světy si uchovávají stopy svého utváření. Nevypadají jako planety, které jsme posledních dvacet let pozorovali.
Oblast výzkumu se změnila.
Když byl Kepler vypuštěn, nebylo možné detekovat planety s dlouhou oběžnou dobou. Nyní je to možné.
Znamená to, že jsme blízko objevu dvojčete Země?
Vlastně ne.
Profesor Christopher Watson byl kategorický: “Tato planeta není vůbec jako Země.”
Ale dokázat, že dokážeme detekovat masivní planety na širokých drahách, je technický skok. Tím se rozšiřují hranice toho, co je pozorovatelné.
Čím je NGTS-38b jedinečný
Zde je rychlé shrnutí:
- Hmotnost: 4,5 hmotnosti Jupiteru.
- Poloměr: ~1,08 poloměr Jupiteru.
- Období oběhu: 180 pozemských dní.
- Excentricita: Střední (oválná dráha).
- Metoda detekce: Transit + Radal velocity (hvězdové oscilace).
Toto je „teplý“ super-Jupiter. Ne horké. Ne zima.
Leží v mezeře, kterou teprve začínáme zkoumat.
Většina průzkumů veřejné dopravy filtruje data ve prospěch krátkých období. Hledají rychlou návratnost investice. NGTS-38b mě nechal čekat.
A vyplatilo se.
Údaje byly zveřejněny. Přijato nezávislé potvrzení. Planeta je skutečná.
Nyní sledujeme hvězdu. Čekáme na další tranzit. A možná právě tehdy uvidíme stín satelitu protínajícího disk hvězdy spolu s ním.
