Extrasolární planetární soustavy
První, kdo se pokusil o objevení exoplanet, byl astronom holandského původu Pietro van de Kamp. Během 46 roků, od roku 1916, pořizoval astrometrické snímky,
aby objevil průvodce Barnardovy hvězdy. V roce 1963 odvodil vlastní vlnovitý pohyb této velmi blízké hvězdy, který považoval za důkaz přítomnosti exoplanety s
oběžnou dobou 24 roků. Když v letech 1969 – 1998 astronomové na McCormickově observatoři tyto měření opakovali, žádný vlnovitý pohyb "nenašli". Ukázalo se, že
de Kamp měl chybné parametry refraktoru, což znamená, že Barnaddova hvězda žádnou exoplanetu nemá.
Exoplaneta je planeta, která obíhá okolo své mateřské hvězdy, ale mimo naší soustavu. Dosud byly objeveny obří, plynné exoplanety s hmotností
Jupitera a Saturnu nebo jejich násobku. V roce 1995 HST objevil první exoplanetu u hvězdy 51 Pegasi: 51 Pegasi b, první objevená planetární soustava mimo Sluneční
soustavu. V roce 2000 byla objevena exoplaneta u hvězdy 47 Ursa Majoris: 47 UMa b. Z přesných měření radiálních rychlostí během roku 2001 byla objevena astronomkou
D.Fischerovou druhá exoplaneta 47 UMa c, takže tato soustava obsahuje nejenom planetu o "hmotnosti Jupitera" ve vzdálenosti 2,1 AU s oběžnou dobou 3 roků,
ale i planetu o "hmotnosti Saturnu" ve vzdálenosti 3,7 AU s oběžnou dobou 7,1 roků okolo mateřské hvězdy 47 UMa.
Exoplaneta dostává vždy jméno podle své mateřské hvězdy + přívlastek "b", aby nedošlo k záměně s mateřskou hvězdou. Pokud je u jedné hvězdy planet více,
dostávají označení c, d atd. Do roku 2007 bylo objeveno na 260 těchto soustav a z toho 25 jich má více než jednu exoplanetu.
Příkladem toho je planetární soustava u hvězdy 55 Canceri, u které bylo do konce roku 2007 objeveny čtyři exoplanety. Pátá exoplaneta byla objevena na podzim roku 2008.
Planetární soustavy u hvězd Gliese
Koncem 60. let minulého století německý astronom Wilhelm Gliese (1915 – 1993) sestavil katalog, blízkých hvězd do vzdálenosti 20 pc (cca 65 sv. roků) od Země.
První verze katalogu obsahovala 915 hvězd, ale postupem moderní techniky se tento počet rychle rozrůstal a proto vycházely další vydání katalogu.
Později Gliese rozšířil vzdálenost na 25 pc (cca 82 sv, roků). Novější přírůstky pak nesou označení Gl a číslo nebo GJ. Na nových verzích totiž W. Gliese pracoval
společně se svým kolegou Hartmutem Jahreißem. Proto novější verze katalogu dostaly název Gliese – Jahreiß a odtud zkratka GJ.
Červení trpaslíci jako je Gliese 581 jsou nejpočetnějšími hvězdami ve vesmíru. Asi 75% všech hvězd v Galaxii jsou červenými trpaslíky. Jejich výhodou je dlouhý život,
neplýtvají tolik vodíkem jako ostatní hvězdy. Pro astronomy však dlouho nepředstavovaly příliš zajímavý cíl pro hledání obyvatelných exoplanet.
Prvním důvodem je to, že planety obíhající okolo hvězdy v obyvatelné zóně mají tzv. vázanou rotaci. Druhý důvod je ten, že červení trpaslíci v počátcích svého života
produkují velké množství smrtícího UV a rentgenového záření. Tyto spršky by mohly zlikvidovat atmosféru u případné exoplanety nadějné pro vznik života.
Na přesnou pozici zóny života tak má u těchto hvězd vliv také stáří planetárního systému, Na druhou stranu se u takových hvězd hledají exoplanety mnohém lépe jak
pomocí transitní metody, nebo měřením radiálních rychlostí.
Katalog Gliese obsahuje blízké hvězdy, a tak je celkem logické, že se u několika z nich podařilo nalézt exoplanety. Nejznámějšími případy jsou hvězdy Gliese 581 a
Gliese 876. Obě hvězdy jsou červenými trpaslíky a okolo obou obíhají hned tři planety, Gliese 581 b, c, d.
Gliese 876 se nachází asi 15 světelných let od Země v souhvězdí Vodnáře. První dvě exoplanety s označeném Gliese 876 b a 876 c byly nalezeny v roce 2000.
O pět let později přibyla třetí exoplaneta s názvem Gliese 876 d, která má hmotnosti asi polovinu Neptunu a oběhne okolo své mateřské hvězdy za necelé dva dny.
Za zmínku ještě stojí soustava GJ 436 b, exoplaneta má hmotnost asi 22 Zemí, je o něco hmotnější než Neptun, který má hmotnost asi 17. Zemí.
Hustota exoplanety je 2 000 kg na metr krychlový, tedy dvojnásobek hustoty vody. To znamená, že exoplaneta musí být z 50% tvořená skálou a z 50% vodou a
možná ještě s malým množstvím vodíku a hélia. Gliese 436 b tak podle představ vědců tvoří pevné jádro, obklopené tlustou obálkou vody a vnější obálkou z vodíku a hélia.
Exoplaneta obíhá kolem svého slunce s periodou 2,6 dne. Hovoří se o přítomnosti druhé planety o hmotnosti ještě 5x menší, která by měla obíhat ve vzdálenosti 0,045 AU,
tedy asi dvakrát dále než GJ 436 b. Existence exoplanety ale zatím nebyla potvrzena.
Astronomové se vždy domnívali, že exoplanety u pulzarů být nemohou, je to totiž pozůstatek výbuchu supernovy. Z jádra velmi kompaktní a masivní hvězdy se stane buď
neutronová hvězda nebo černá díra. Pulzar je rychle rotující neutronová hvězda, jež vysílá paprsek s pravidelnou přesností, délka je milisekundové a kratší.
Proto vznikl předpoklad, že by exoplanety u takové hvězdy nemohly existovat. Avšak v r. 1992 objevil astronom Alexander Wolszczan exoplanety u pulzaru PSR 1257+12.
PSR 1257+12 je vzdálen od Slunce 2630 sv.r. a jeho hmotnost je přibližně 0,312 Ms. Stáří pulzaru se odhaduje na 800 milionů roků a rotace kolem osy je 0,00621853193177s.
Pulzar PSR 1257+12 obíhají čtyři exoplanety :
- PSR 1257+12 a – M = 0,015 Mz, vzdálenost od PSR 0,19 AU, oběžná doba je asi 25,5 dne a výstřednost dráhy je nulová (kruhová)
- PSR 1257+12 b –M = 3,4 Mz, vzdálenost je 0,36 AU, oběžná doba je asi 67 dní a výstřednost dráhy je 0,0182
- PSR 1257+12 c – M = 2,8 Mz, vzdálenost je 0,47 AU, oběžná doba je asi 98 dní a výstřednost dráhy je 0,0264
- PSR 1257+12 d – M = 95 Mz, nejhmotnější, vzdálenost je 35 AU, oběžná doba je 170 roků
7. března 2009 byla vynesena na oběžnou dráhu kolem Země sonda Kepler. Má za úkol objevovat a zkoumat exoplanety, hlavně zemského typu, to znamená, tělesa o
hmotnosti Země. Planety nebyly dosud objeveny z několika důvodů. Jedním z důvodů je, že tyto planety obíhají mateřské hvězdy ve velkých vzdálenostech.
Druhý důvod by mohl být, planeta o hmotnosti 2 – 3 Zemí se vrací ke svému slunci, může zkřížit dráhu exoplanetě s hmotností několika Jupiterů,
ta stáhne planetu svojí gravitací na sebe a srážka je na světě, může se to stát. Kepler začne co nejdříve pozorovat asi 100 000 vybraných hvězd v souhvězdí
Labutě s cílem objevit exoplanety zemského typu. Měl by také přinést dosud nejpřesnější měření, která by měla výrazně převýšit data s pozemských observatoří
a některých kosmických teleskopů.
