Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics) Číslo 44 – vyšlo 24. října, ročník 6 (2008) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

44/2008

Planeta, hnědý trpaslík nebo něco úplně jiného?

Stanislav Poddaný

Dne 6. října 2008 ohlásili vědci zpracovávající data z družice COROTCOROT – COnvection ROtation and planetary Transits, evropská družice, která vznikla na základě spolupráce Francouzské kosmické agentury a Evropské kosmické agentury. Hlavní úlohou je hledání exoplanet. Název má připomínat francouzského malíře Jeana Baptista Camilla Corota. Družice startovala na konci roku 2006 z kosmodromu Bajkonur. Družice je ve výšce 900 km, má hmotnost 670 kg a dalekohled o průměru 27 cm. Doba mise se předpokládala na 2,5 roku, ale postupně byla prodlužována až do roku 2015. V roce 2012 bylo ztraceno spojení se sondou. Pokusy o jeho obnovení byly zatím neúspěšné. objev hmotné planety obíhající kolem hvězdy 13,3 magnitudyMagnituda – někdy též zdánlivá magnituda, logaritmická míra jasnosti objektu, m = −2,5 log J. Tato definiční rovnice se nazývá Pogsonova rovnice (zavedl ji anglický astronom Norman Pogson v roce 1856). Koeficient je volen tak, aby hvězdy s rozdílem pěti magnitud měly podíl vzájemných jasností 1:100. Znaménko minus v definici je z historických důvodů. Magnitudy takto vypočtené odpovídají historickému dělení hvězd do šesti skupin (nula nejjasnější, 5 nejméně jasné pozorovatelné okem). Nejjasnější hvězda na severní polokouli Arcturus má magnitudu −0.05, nejjasnější hvězda celé noční oblohy, Sírius, má magnitudu –1.6. Relativní magnituda vypovídá o skutečné jasnosti hvězdy na obloze, která kromě svítivosti závisí také na vzdálenosti hvězdy. Rozlišujeme bolometrickou magnitudu (v celém spektru) a vizuální magnitudu (pouze ve viditelném spektru). v souhvězdí Orla (označení hvězdy USNO-A2 0900-15209129). Objekt byl pojmenován CoRoT-exo-3b a zařadil se tak mezi ostatních 5 exoplanetExoplaneta – extrasolární planeta, planeta obíhající okolo jiné hvězdy, než je naše Slunce. Jejich existence byla předpovězena dlouhou dobu, první exoplaneta u pulzaru byla detekována v roce 1992, první exoplaneta u hvězdy hlavní posloupnosti byla objevena až v roce 1995 u hvězdy 51 Pegasi. Její objevitelé – Michel Mayor a Didier Queloz – získali v roce 2019 Nobelovu cenu. Do roku 2019 bylo nalezeno přibližně 4 000 exoplanet. Většinou jde o velká tělesa s hmotností a velikostí jen o málo menší, než mají hnědí trpaslíci. objevených touto evropskou družicí, o které jsme podrobně informovali v AB 4/2007.

Planeta – nebeské těleso, které: 1) obíhá okolo Slunce. 2) má dostatečnou hmotnost, aby jeho gravitace překonala vnitřní síly pevného tělesa (dosáhne kulového tvaru odpovídajícího hydrostatické rovnováze). 3) vyčistí okolí své dráhy od drobnějších těles. Planetami jsou Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran a Neptun. V poslední době se název planeta vžil i pro exoplanety obíhající kolem jiných hvězd, než je naše Slunce. Exoplaneta – extrasolární planeta, planeta obíhající okolo jiné hvězdy, než je naše Slunce. Jejich existence byla předpovězena dlouhou dobu, první exoplaneta u pulzaru byla detekována v roce 1992, první exoplaneta u hvězdy hlavní posloupnosti byla objevena až v roce 1995 u hvězdy 51 Pegasi. Její objevitelé – Michel Mayor a Didier Queloz – získali v roce 2019 Nobelovu cenu. Do roku 2019 bylo nalezeno přibližně 4 000 exoplanet. Většinou jde o velká tělesa s hmotností a velikostí jen o málo menší, než mají hnědí trpaslíci. Hnědý trpaslík – hvězda s tak malou hmotností (13÷80 MJ), že teplota v nitru nikdy nedosáhne bodu vzplanutí dostatečně energetických termojaderných reakcí (alespoň 8×106 K). Dalšímu stlačování vlivem gravitace a tím i nárůstu teploty zabrání elektronová degenerace. Od planet se liší tím, že emituje po dobu několika miliard let viditelné světlo (planeta září v IR).

Přechod planety přes disk hvězdy a pozorovaný pokles jasnosti hvězdy.

Velikost planety CoRoT-exo-3b je srovnatelná s největší planetou sluneční soustavy, svou hmotností planetu JupiterJupiter – největší a nejhmotnější (1,9×10²⁷ kg) planeta Sluneční soustavy má plynokapalný charakter a chemické složení podobné Slunci. Se svými mnoha měsíci se Jupiter podobá jakési „sluneční soustavě“ v malém. Jupiter má, stejně jako všechny obří planety, soustavu prstenců. Rychlá rotace Jupiteru (s periodou 10 hodin) způsobuje vydouvání rovníkových vrstev a vznik pestře zbarvených pásů. Charakteristickým útvarem Jupiterovy atmosféry je Velká rudá skvrna, která je pozorována po několik století. Atmosféra obsahuje kromě vodíku a helia také metan, amoniak a vodní páry. Teplota pod oblaky směrem ke středu roste. Na vrcholcích mraků je −160 °C, o 60 km hlouběji je přibližně stejná teplota jako na Zemi. Proudy tekoucí v nitru (v kovovém vodíku) vytvářejí kolem Jupiteru silné dipólové magnetické pole. ale více než dvacetkrát převyšuje. Mateřskou hvězdu, která je jen o něco málo větší než naše SlunceSlunce – nám nejbližší hvězda, tzv. hvězda hlavní posloupnosti, která se nachází ve vzdálenosti 149,6×10⁶ km od Země. Jde o žhavou plazmatickou kouli s průměrem 1,392×10⁶ km, teplotou na povrchu 5 780 K, teplotou v centru přibližně 15×10⁶ K a zářivým výkonem 3,846×10²⁶ W. Zdrojem energie je jaderná syntéza, při které se za každou sekundu sloučí v jádru Slunce 700 milionů tun vodíku na hélium., oběhne za 4,26 dne ve vzdálenosti 0,057 AUAU – astronomická jednotka (Astronomical Unit), původně střední vzdálenost Země od Slunce, v roce 2012 ji IAU definovala jako 149 597 870 700 m přesně a změnila zkratku z AU na au. Astronomická jednotka se používá především pro určování vzdáleností ve sluneční soustavě, pro přibližné odhady postačí hodnota 150 milionů kilometrů. (přibližně desetkrát blíže než planeta MerkurMerkur – planeta nejbližší Slunci. Je to skalnatá planeta, posetá krátery podobně jako náš Měsíc. Jde o nejmenší planetu vůbec. Je téměř bez atmosféry. Teplota povrchu tohoto tělesa kolísá mezi −180 °C a 430 °C. Merkur se otočí kolem vlastní osy jednou za 59 našich dní. Jeho doba oběhu kolem Slunce trvá 88 dní. Jde o příklad vázané rotace (spinorbitální interakce) v poměru 2:3 způsobené slapovými silami. Dráha Merkuru kolem Slunce je protáhlá elipsa, která se stáčí vlivem přítomnosti ostatních planet. Malá část stáčení perihelia dráhy (43″ za století) je způsobena efekty obecné relativity.).

152 denní světelná křivka pozorované hvězdy s 35 zaznamenanými tranzity exoplanety.

ExoplanetaExoplaneta – extrasolární planeta, planeta obíhající okolo jiné hvězdy, než je naše Slunce. Jejich existence byla předpovězena dlouhou dobu, první exoplaneta u pulzaru byla detekována v roce 1992, první exoplaneta u hvězdy hlavní posloupnosti byla objevena až v roce 1995 u hvězdy 51 Pegasi. Její objevitelé – Michel Mayor a Didier Queloz – získali v roce 2019 Nobelovu cenu. Do roku 2019 bylo nalezeno přibližně 4 000 exoplanet. Většinou jde o velká tělesa s hmotností a velikostí jen o málo menší, než mají hnědí trpaslíci. CoRoT-exo-3b byla objevena tzv. tranzitivní metodou. Během 152 dní dlouhého pozorovacího běhu, který proběhl již v roce 2007, zaznamenala družice COROTCOROT – COnvection ROtation and planetary Transits, evropská družice, která vznikla na základě spolupráce Francouzské kosmické agentury a Evropské kosmické agentury. Hlavní úlohou je hledání exoplanet. Název má připomínat francouzského malíře Jeana Baptista Camilla Corota. Družice startovala na konci roku 2006 z kosmodromu Bajkonur. Družice je ve výšce 900 km, má hmotnost 670 kg a dalekohled o průměru 27 cm. Doba mise se předpokládala na 2,5 roku, ale postupně byla prodlužována až do roku 2015. V roce 2012 bylo ztraceno spojení se sondou. Pokusy o jeho obnovení byly zatím neúspěšné. 35 slabých poklesů jasnosti zmíněné hvězdy (pokles jasnosti o pouhé 0,0005 magMagnituda – někdy též zdánlivá magnituda, logaritmická míra jasnosti objektu, m = −2,5 log J. Tato definiční rovnice se nazývá Pogsonova rovnice (zavedl ji anglický astronom Norman Pogson v roce 1856). Koeficient je volen tak, aby hvězdy s rozdílem pěti magnitud měly podíl vzájemných jasností 1:100. Znaménko minus v definici je z historických důvodů. Magnitudy takto vypočtené odpovídají historickému dělení hvězd do šesti skupin (nula nejjasnější, 5 nejméně jasné pozorovatelné okem). Nejjasnější hvězda na severní polokouli Arcturus má magnitudu −0.05, nejjasnější hvězda celé noční oblohy, Sírius, má magnitudu –1.6. Relativní magnituda vypovídá o skutečné jasnosti hvězdy na obloze, která kromě svítivosti závisí také na vzdálenosti hvězdy. Rozlišujeme bolometrickou magnitudu (v celém spektru) a vizuální magnitudu (pouze ve viditelném spektru).). Tento pokles byl způsobem přechodem planetyPlaneta – nebeské těleso, které: 1) obíhá okolo Slunce. 2) má dostatečnou hmotnost, aby jeho gravitace překonala vnitřní síly pevného tělesa (dosáhne kulového tvaru odpovídajícího hydrostatické rovnováze). 3) vyčistí okolí své dráhy od drobnějších těles. Planetami jsou Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran a Neptun. V poslední době se název planeta vžil i pro exoplanety obíhající kolem jiných hvězd, než je naše Slunce. přes disk pozorované hvězdy. Z těchto měření a následných pozorování periodických změn radiální rychlosti celé soustavy pozemskými dalekohledy, která jsou vždy nezbytná k potvrzení objevu, byly určeny přesné parametry soustavy i překvapivá hmotnost planety.

Fázová křivka exoplanety CoRoT-exo-3b (měření družice COROT).

První tranzitující ExoplanetaExoplaneta – extrasolární planeta, planeta obíhající okolo jiné hvězdy, než je naše Slunce. Jejich existence byla předpovězena dlouhou dobu, první exoplaneta u pulzaru byla detekována v roce 1992, první exoplaneta u hvězdy hlavní posloupnosti byla objevena až v roce 1995 u hvězdy 51 Pegasi. Její objevitelé – Michel Mayor a Didier Queloz – získali v roce 2019 Nobelovu cenu. Do roku 2019 bylo nalezeno přibližně 4 000 exoplanet. Většinou jde o velká tělesa s hmotností a velikostí jen o málo menší, než mají hnědí trpaslíci. byla objevena v roce 1999. V současné době jich už známe 52. Z toho 51 má hmotnost do 12 M_Jup. Hmotnost přesahující 70 M_Jup mají pak bývalí kandidáti na exoplanetu – dnes označováni za hnědé trpaslíkyHnědý trpaslík – hvězda s tak malou hmotností (13÷80 M_J), že teplota v nitru nikdy nedosáhne bodu vzplanutí dostatečně energetických termojaderných reakcí (alespoň 8×10⁶ K). Dalšímu stlačování vlivem gravitace a tím i nárůstu teploty zabrání elektronová degenerace. Od planet se liší tím, že emituje po dobu několika miliard let viditelné světlo (planeta září v IR).. Za 15 let hledání exoplanet nebyl v rozmezí 12÷70 M_Jup pozorován žádny objekt. Díky tomu je objev CoRoT-exo-3b takovým překvapením. Svými rozměry, hmotností a vlastnostmi se totiž nová exoplaneta nehodí ani do přihrádky s označením exoplanety, ale ani do skupiny hnědých trpaslíků.

Vzdáleností od mateřské hvězdy a délkou oběžné periody zapadá CoRoT-exo-3b mezi ostatní
transitující exoplanety, hmotností z této skupiny ale hodně vybočuje. Zdroj: Exoplanets.eu.

Klip týdne: Družice COROT – nový výzkum ESA

COROT. V úvodu klipu jsou záběry na Slunce. Od něho nyní Evropská kosmická agentura zaměřuje pozornost na ostatní hvězdy. Družice COROT startovala na konci roku 2006 a je určena ke sledování extrasolárních planet u jiných hvězd. Exoplanety detekuje z poklesu jasnosti při průchodu planety před diskem hvězdy. Družice je schopna sledovat i změny jasnosti způsobené akustickými vlnami generovanými v nitru hvězdy a přispět k pochopení vnitřní stavby hvězd. V klipu jsou záběry z přípravy družice i princip pozorování extrasolární planety.

Odkazy