Které exoplanety jsou nejmenší?

Petr Kubala  |  Vesmír

Astronomové již objevují exoplanety, které jsou menší než naše Země. Pojďme si představit ty nejzajímavější.

Hledání planet mimo Sluneční soustavu vévodí dvě metody. Měření radiálních rychlostí využívá gravitačního vlivu planety na mateřskou hvězdu, tranzitní fotometrie pak měří pokles jasnosti hvězdy v okamžiku, kdy planeta před hvězdou přechází.

První z metod nám dává informaci o hmotnosti planety, ta druhá o její velikosti. Kombinovat obě metody je sice ideální, ale obvykle nepříliš snadné. Exoplaneta nalezená měřením radiálních rychlostí nemusí z našeho pohledu před svou hvězdou přecházet. Zjistit radiální rychlosti mateřské hvězdy s tranzitující exoplanetou lze sice teoreticky vždy, ale zejména na malé exoplanety, objevené v poslední době kosmickým dalekohledem Kepler, pozemské spektrografy nestačí.

Aby byla celá situace ještě zajímavější, máme zde i planety u pulsarů – rychle rotujících neutronových hvězd. Pulsary jsou pozůstatky po výbuchu supernovy, takže nalezené planety nejspíše vznikly až po smrti dávné hvězdy. Jedná se obvykle o tzv. milisekundové pulsary, obíhající v páru s normální hvězdou, které kradou materiál. Okolo pulsaru se tak tvoří disk plynu, velmi podobný protoplanetárnímu disku, který obklopuje mladé hvězdy, a z něhož planety vznikají. Je tedy otázkou, zda tyto „planety druhé generace“ považovat skutečně za planety.

Nejméně hmotné exoplanety

Pořadí dosud objevených exoplanet dle hmotnosti Země v sobě ukrývá řadu „exotů“. Dosavadní výzkum exoplanet nám poměrně jasně dokazuje, že vesmír je plný velmi rozmanitých planetárních systémů, které můžeme nacházet téměř všude. Samozřejmě se vtírá otázka, co vše považovat za planetu. Definice tohoto pojmu je bohužel oficiálně vztažena pouze na Sluneční soustavu a to rozhodně ne z historických důvodů. Přijata byla v Praze v roce 2006 v době, kdy jsme už znali řadu planetárních systémů u cizích hvězd.

V následujícím přehledu popisujeme exoplanety dle jejich hmotnosti v násobcích hmotnosti Země.

PSR 1257 12 b: 0,022 Země

Nedávno jsme si připomněli dvacáté výročí objevu prvních planet u pulsaru. Za objevem stál polský astronom Aleksander Wolszczan a radioteleskop v portorickém Arecibo. U milisekundového pulsaru PRS 1257 12 byly nalezeny tři planety. Nejméně hmotnou je PSR 1257 12 b (někdy označována jako PSR 1257 12 A) o hmotnosti 0,022 Země, což odpovídá zhruba 2 Měsícům! Objekt obíhá okolo pulsaru ve vzdálenosti jen 0,19 AU s periodou 25 dní. Existuje dokonce podezření na existenci v pořadí čtvrtého tělesa o hmotnosti jen pětiny Pluta. Jednalo by se patrně o kometu či planetku.

Planeta u pulsaru PRS 1257 12 v představách malíře. Autor: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)
Planeta u pulsaru PRS 1257 12 v představách malíře. Autor: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)

KOI-55 c: 0,66 Země

Ani systém u hvězdy KOI-55 není zrovna ukázkou typické planety. Mateřská hvězda je podtrpaslík spektrální třídy B. Jedná se o fázi ve vývoji hvězdy, při které rudý obr ztratí vodíkovou obálku mnohem dříve, než začne fúze hélia. Tito podtrpaslíci jsou tvořeni z 99% héliem. Hmotnost KOI-55 se odhaduje na 0,5 Slunce, poloměr pak na 0,2 Slunce. KOI-55 nám tak umožňuje nahlédnout do vzdálené budoucnosti, kdy se i naše Slunce stane rudým obrem a po odhození plynné obálky horkým a hustým bílým trpaslíkem. KOI-55 pořádně „hřeje“ – její teplota je více než 4× vyšší, než teplota Slunce. Poblíž hvězdy byly nalezeny dvě planety o odhadované hmotnosti 0,66 a 4,4 Země. Méně hmotná z nich má poloměr 0,76 Země, druhá pak 0,87 Země. Okolo umírající hvězdy obíhají planety ve vzdálenosti jen 0,006 a 0,0076 AU s periodami 5,76 a 8,23 hodin. Teplota na jejich povrchu bude přes 8000°C.

Podle nové teorie se mohlo původně jednat o planetu velikosti Jupitera, která byla nejdříve blízkou hvězdou zbavena své atmosféry a následně slapovými silami rozdrcena na několik fragmentů o velikosti Země, složených převážně ze železa. KOI-55 b a KOI-55 c budou mít velmi silné magnetické pole, které je chrání před další likvidací opravdu velmi blízké hvězdy.

KOI-961 d, KOI-961 c: 0,95 a 1,9 Země

Hned tři planety byly na začátku letošního roku objeveny u hvězdy KOI-961 kosmickým dalekohledem Kepler. Hmotnost planet je pouhým hrubým odhadem a pohybuje se okolo 0,95 a 1,9 Země. Třetí z nich může mít hmotnost kolem 3 Zemí. Všechny tři planety obíhají velmi blízko od své mateřské hvězdy s oběžnou dobou menší než 2 dny. KOI-961 je ve svých parametrech velmi podobná blízké hvězdě, kterou známé pod názvem Barnardova šipka. Tato hvězda ze souhvězdí Hadonoše vykazuje největší vlastní pohyb mezi hvězdami. KOI-961 sice žádný významný vlastní pohyb nemá, ale co se zářivosti, hmotnosti a velikosti týče, je jako dvojče Barnardovy hvězdy. Astronomové tak měli snadnější práci při odvozování parametrů hvězdy a tedy i všech tří planet.

Přibližné srovnání některých exoplanet, které objevil dalekohled Kepler, Země a Marsu. Credit: NASA/JPL-Caltech
Přibližné srovnání některých exoplanet, které objevil dalekohled Kepler, Země a Marsu. Credit: NASA/JPL-Caltech

Gl 581 e: 1,94 Země

Gl 581 e je členkou slavného planetárního systému Gl 581, u kterého byly v letech 2005 až 2009 nalezeny metodou měření radiálních rychlostí 4 planety. V roce 2010 byl dokonce představen objev páté a šesté exoplanety, který se však později nepotvrdil. Gl 581 g přitom měla obíhat okolo své hvězdy v obyvatelné oblasti. Planeta sice potvrzena nebyla, alespoň částečně však pokořuje obyvatelnou oblast exoplaneta Gl 581 d (viz dřívější článek). Samotná Gl 581 e obíhá okolo svého slunce s periodou 3,2 dní po dosti protáhlé eliptické dráze.

Nejmenší exoplanety

Už jsme zmínili, že velikost exoplanety je obvykle možné určit pouze v případě, že přechází před svou hvězdou. Díky tomu se pořadí nejmenších planet drobně liší. Níže uvádíme dosud potvrzené nejmenší planety dle jejich poloměru v násobcích Země.

  • KOI-961 b: 0,57 Země
  • KOI-961 c: 0,73 Země
  • KOI-55 b: 0,76 Země
  • KOI-961 b: 0,78 Země
  • Kepler-20 e: 0,87 Země
  • KOI-55 c: 0,87 Země
  • Kepler-20 f: 1,0 Země
  • Kepler-10 b: 1,41 Země

Kepler-20 e a Kepler-20 f

Kepler-20 je jedním z velmi zajímavých systémů, u kterých kosmický dalekohled Kepler nalezl více než jednu planetu. Kepler-20 e má poloměr jen 0,87 Země, Kepler-20 f pak něco přes jednu Zemi. Hned pět planet v systému je namačkáno ke své hvězdě blíže, než je oběžná dráha Merkuru. Oběžné doby „e“ a „f“ jsou tak jen 6 a 19 dní. Samotná hvězda je přitom nepatrně menší a méně hmotná než naše Slunce.

Systém Kepler-20. Credit: David A. Aguilar (CfA)
Systém Kepler-20. Credit: David A. Aguilar (CfA)

Kepler-10 b

Objev exoplanety Kepler-10 b byl prezentován před více než rokem. Jedná se o další z řady pekelných světů. Hmotnost exoplanety je 4,6 Země a poloměr 1,4 Země. Okolo svého slunce obíhá s periodou pouhých dvaceti hodin!

Pekelný svět Kepler-10 b. Credit: NASA
Pekelný svět Kepler-10 b. Credit: NASA

Nejčtenější