Seshora planety asi dvakrát větší než Jupiter ukazuje koncepce tohoto umělce hvězdu, že planeta obíhá a v dálce je binární společník této hvězdy. Kredit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
Astronomové objevili a Jupiter-jako planeta obíhající blízkou hvězdu, která je jednou z binárního páru, přesným sledováním malého, téměř nepostřehnutelného kolísání v pohybu této hvězdy vesmírem. Jejich práce přinesla vůbec první určení kompletní, 3-rozměrné struktury drah binárního páru hvězd a planety obíhající jednu z nich. Tento úspěch může poskytnout cenné nové poznatky o procesu formování planet, řekli astronomové. Tento průlom byl učiněn pomocí National Science Foundation Velmi dlouhé základní pole (VLBA).
Ačkoli více než 5,000 extrasolárních planet byly dosud objeveny, pouze tři byly objeveny pomocí techniky zvané astrometrie, která byla použita k vytvoření tohoto objevu. Účinek určení 3D architektury systému dvojhvězd, který zahrnuje planetu, však „nelze dosáhnout jinými Exoplaneta metody objevování,“ řekl Salvador Curiel z Národní autonomní univerzity v Mexiku (UNAM).
"Vzhledem k tomu, že většina hvězd je v binárních nebo vícenásobných systémech, schopnost porozumět systémům, jako je tento, nám pomůže porozumět formování planet obecně," řekl Curiel.
V pojetí tohoto umělce obíhá malá hvězda (oranžová) planeta podobná Jupiteru (modrá) a vzdálenější doprovodná hvězda (červená). Kredit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
Dvě hvězdy, které se společně nazývají GJ 896AB, jsou asi 20 světelných let od Země. To z nich dělá naše blízké sousedy podle astronomických standardů. Jsou to červení trpaslíci, nejběžnější typ hvězd u nás mléčná dráha galaxie. Ta větší, kolem které planeta obíhá, má asi 44 procent hmotnosti našeho Slunce, zatímco ta menší je asi 17 procent hmotnější než Slunce. Jsou od sebe vzdáleny asi ve vzdálenosti Neptun od Slunce a oběhnout kolem sebe jednou za 229 let.
Astronomové pro svou studii GJ 896AB zkombinovali data z optických pozorování systému provedených v letech 1941 až 2017 s daty z pozorování VLBA v letech 2006 až 2011. V roce 2020 také provedli nová pozorování VLBA. Superostré rozlišení VLBA na celém kontinentu s jeho fantastická schopnost vidět jemné detaily produkovala extrémně přesná měření pozic hvězd v průběhu času. Rozsáhlá analýza dat, kterou provedli astronomové, odhalila orbitální pohyby hvězd i jejich společný pohyb vesmírem.
Umělcova animace ilustruje orbitální pohyby dvojhvězdného páru a planety obíhající jednu z hvězd. Kredit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
Existenci planety odhalilo podrobné sledování pohybu větší hvězdy, které vykazovalo mírné kolísání. Gravitační účinek planety na hvězdu způsobuje kolísání. Hvězda a planeta obíhají v místě mezi nimi zvaném barycentrum, které představuje jejich společné těžiště. Když je toto místo dostatečně daleko od hvězdy, lze detekovat pohyb hvězdy kolem ní.
Podle výpočtů astronomů má planeta asi dvakrát větší hmotnost než Jupiter a oběhne kolem hvězdy každých 284 dní. Jeho vzdálenost od hvězdy je o něco menší než Venuše' vzdálenost od Slunce. Dráha planety je nakloněna přibližně 148 stupňů od drah dvou hvězd.
"To znamená, že se planeta pohybuje kolem hlavní hvězdy v opačném směru než sekundární hvězda kolem hlavní hvězdy," řekla Gisela Ortiz-Leónová z UNAM a Institutu Maxe Plancka pro radioastronomii. "Je to poprvé, co byla taková dynamická struktura pozorována na planetě spojené s kompaktním binárním systémem, který se pravděpodobně vytvořil ve stejném protoplanetárním disku," dodala.
"Další podrobné studie tohoto a podobných systémů nám mohou pomoci získat důležité poznatky o tom, jak se tvoří planety v binárních systémech." Existují alternativní teorie mechanismu formování a další údaje mohou možná naznačit, která je nejpravděpodobnější,“ řekl Joel Sanchez-Bermudez z UNAM. "Zejména současné modely naznačují, že tak velká planeta je velmi nepravděpodobná jako společník tak malé hvězdy, takže možná bude potřeba tyto modely upravit," dodal.
Astrometrická technika bude cenným nástrojem pro charakterizaci více planetárních systémů, řekli astronomové. „S plánem můžeme udělat mnohem více takové práce Nová generace VLA (ngVLA)“ řekla Amy Mioduszewski z National Radio Astronomy Observatory. "S tím můžeme být schopni najít planety tak malé jako Země."
Astronomové o svých zjištěních informovali ve vydání z 1. září Astronomical Journal.
Odkaz: „3D orbitální architektura trpasličího binárního systému a jeho planetární společník“ od Salvadora Curiela, Gisela N. Ortiz-León, Amy J. Mioduszewski a Joela Sancheze-Bermudeze, 1. září 2022, Astronomical Journal.
DOI: 10.3847/1538-3881/ac7c66
National Radio Astronomy Observatory je zařízení National Science Foundation, provozované na základě dohody o spolupráci Associated Universities, Inc.
