Údaje zo sondy Gaia spolu s výkonným pozemským teleskopom Subaru a observatórium WM Keck umožnili astronómom vykonať obrovský prelom v objavovaní exoplanét. Svet s označením HIP-99770b je vôbec prvou planétou mimo Slnečnej sústavy, ktorá bola objavená prostredníctvom astrometrie (sledovanie pohybu hviezdy) kombinovanej s priamym pozorovaním.

Navyše, ide o prvý potvrdený svet pre sondu Gaia, ktorý bol objavený prostredníctvom schopnosti tejto sondy pozorovať gravitačný ťah, ktorý planéta vyvoláva na svojej hviezde. Na tému upozornila ESA na oficiálnom webe.

Ako objavujeme vzdialené svety vo vesmíre?

Ako ďalej píše ScienceAlert, tento výskum publikovaný v prestížnom žurnále Science, predstavuje nový a najmä efektívny spôsob hľadania svetov obiehajúcich okolo hviezd iných ako je Slnko.

„Vykonanie priameho zobrazovania a astrometrie nám umožnilo po prvýkrát úplne pochopiť exoplanétu: súčasne zmerať jej atmosféru, odvážiť ju a sledovať jej obežnú dráhu,“ uvádza astrofyzik Thayne Currie. „Tento nový prístup k hľadaniu exoplanét predznamenáva spôsob, akým jedného dňa identifikujeme a charakterizujeme dvojča Zeme obiehajúce okolo blízkej hviezdy.“

Ako sme ťa neraz informovali aj v samostatnom článku, pokiaľ ide o detekciu exoplanét, drvivá väčšina z nich bola objavená nepriamymi metódami. Vedci teda nepozorujú priamo danú planétu, ale o jej existencii vedia iba vďaka účinkom, ktoré má na hviezdu.

Zatiaľ čo pri prvej metóde (tranzit) sa dlhodobo pozoruje zvolená hviezda, pričom z času na čas môže dôjsť k nepatrnému poklesu jej jasu. Ak sa tento dej periodicky opakuje, je pravdepodobné, že ide o planétu.

Druhou metódou je tzv. meranie radiálnej rýchlosti, ktorá spočíva v hľadaní zmien vo vlnovej dĺžke svetla hviezdy, čo je známe ako Dopplerov posun.

Ako v rozhovore pre FonTech.sk objasnil astronóm Ľubomír Hambálek, „exoplanéta neobieha okolo hviezdy, ale obidva objekty obiehajú okolo spoločného ťažiska. My sledujeme rýchlosť hviezdy voči ťažisku, ktorá sa pravidelne mení. To spôsobí, že sa spektrálne čiary hviezdy mierne posúvajú k modrej alebo červenej farbe..“

Prostredníctvom týchto metód bolo objavených dovedna viac než 5000 exoplanét, pričom ďalšie tisícky čakajú na svoje potvrdenie. Na druhú stranu, priamym zobrazením exoplanéty sa podarilo objavil len zhruba 20 svetovt.

Dôvod je jednoduchý. Na to, aby sme priamo uvideli vzdialenú exoplanétu, musí sa nachádzať vo veľkej vzdialenosti od svojej materskej hviezdy a musí byť omnoho hmotnejšia ako najväčšia a najhmotnejšia planéta slnečnej sústavy – Jupiter.

Priame zobrazenie planéty

Vzhľadom na to, že takto obrovské a vzdialené planéty nie sú až tak často viditeľné, astronómovia by radi vedeli, kde presne sa majú pozerať. Väčšina priamych pozorovaní je úplne „slepá“ a prebieha tak, že vedci jednoducho otočia teleskop k danej hviezde a dúfajú, že uvidia planétu.

Vedci v novej štúdii však za takýmito „slepými“ pokusmi chceli urobiť ráznu bodku. Zobrali teda údaje z katalógu Hipparcos-Gaia, v ktorom sa nachádzajú jednak údaje z misie Gaia o polohe hviezd, ktoré v budúcnosti poslúžia na vytvorenie najdetailnejšej mapy Mliečnej dráhy, ale aj zo starého projektu Hipparcos určeného na meranie paraláx a pohybu hviezd. Práve meranie pohybu a polohy hviezd na oblohe je známe ako astrometria.

V údajoch potom odhalili hviezdy, ktoré v priebehu času mierne zmenili polohu na nočnej oblohe a to takým spôsobom, ktorý naznačoval prítomnosť obrovskej planéty. Následne k týmto hviezdam obrátili teleskop Subaru, ktorým hľadali danú planétu. Ukázalo sa, že hviezdu HIP-99770 obieha doposiaľ nikdy nevidená planéta, ktorá nesie označenie HIP-99770b.

Novoobjavená planéta HIP-99770b je poriadny gigant, keďže dorástla do 16-násobku hmotnosti a 1,05-násobku veľkosti Jupitera, pričom obieha okolo hviezdy dvakrát hmotnejšej ako je Slnko. Hoci obežná dráha je až 3-krát väčšia ako je obežná dráha Jupitera, kvôli obrovskému jasu svojej hviezdy dostáva takmer rovnaké množstvo svetla ako Jupiter.

Keďže planétu sa podarilo priamo pozorovať, bolo možné vykonať meranie niektorých jej vlastností. Podľa pozorovaní sa zdá, že je teplejšia ako ostatné priamo zobrazené exoplanéty a v jej atmosfére sa nachádzajú stopy vody a oxidu uhoľnatého.

Snímky tiež vo vzdialenosti zhruba 150 AU od hviezdy HIP-99770 odhalili množstvo ľadových telies, čo naznačuje, že tento planetárny systém má podobný disk akým je Kuiperov pás v slnečnej sústave. Vedci aktuálne analyzujú ďalšie podrobnosti o tejto planéte a zároveň prezerajú ďalších 50 kandidátskych hviezd, okolo ktorých by mohli obiehať planéty.

„Toto je prvý z mnohých objavov nášho zobrazovacieho programu Keck a Subaru, ktorý využíva astrometriu na výber vhodných cieľov. Už teraz máme ďalšie podobné objavy, o ktorých budeme informovať neskôr počas tohto a budúceho roka,“ uvádza Currie.