Existenci takzvané planety Devět, která je potenciálně desetkrát větší než Země a obíhá Slunce po oběžné dráze daleko za Neptunem, předpokládají vědci od roku 2012. Její výskyt by totiž mohl vysvětlit podivné "poruchy" na oběžných drahách oddělených objektů Kuiperova pásu, tedy trpasličích planet těsně za oběžnou dráhou Neptunu. Až dosud však tuto planetu nikdo nespatřil, astronomové jen předpokládají, že se na vzdáleném okraji sluneční soustavy opravdu nachází.

Exoplaneta s podivnou dráhou

V roce 2013 však bylo objeveno jiné vesmírné těleso, které se projevovalo podobně zvláštně. V tomto případě šlo o exoplanetu, obíhající ve velké vzdálenosti dvojhvězdu HD 106906, což je binární hvězdný systém ve směru souhvězdí Jižního kříže. 

Toto těleso bylo sice mnohem těžší, než jaká je předpokládaná hmotnost planety Devět, protože dosahovalo hmotnosti asi 11 Jupiterů (případně 3500 Zemí), ale mělo vysoce excentrickou oběžnou dráhu mimo rovinu oběhu ostatních objektů daného planetárního systému a nakloněnou v úhlu asi 21 stupňů, přičemž obdobná dráha se předpokládá i pro planetu Devět.

Velkou otázkou dosud bylo, zda se tato exoplaneta, která získala název HD 106906 b, trvale váže svou oběžnou dráhou ke své dvojhvězdě (jejíž stáří činí pouhých 15 milionů let ve srovnání s 4,6 miliardou let našeho Slunce), nebo zda již tento planetární systém opouští bez možnosti návratu.

Něco ji vykoplo až na okraj soustavy

V článku, publikovaném v prosinci 2020 v The Astronomical Journal, astronomové tuto otázku konečně zodpověděli. Přesným sledováním polohy planety po dobu 14 let zjistili, že je se svou dvojhvězdou pravděpodobně trvale spojena a obíhá ji pomalu po vysoce excentrické oběžné dráze, kde jeden oběh trvá asi 15 tisíc let. O této nové studii informuje server Scitech Daily.

"Jestliže se nachází na vysoce excentrické oběžné dráze kolem binárního hvězdného systému, vyvolává to otázku, jak se tyto planety mohly dostat ven, mimo hvězdný systém. Rozesely se z vnitřní sluneční soustavy, nebo se přímo zformovaly tam venku?" ptá se jeden z autorů studie Meiji Nguyen, čerstvý absolvent Kalifornské univerzity v Berkeley.

Zdroj: Youtube

Podle hlavního autora, profesora astronomie Paula Kalase z téže univerzity, ukazuje podobnost s oběžnou dráhou zvažované planety Devět, že takové vzdálené planety mohou skutečně existovat a že se mohly zformovat během prvních desítek milionů let života hvězdy.

"Ve velmi raném období existence této hvězdy se mohlo stát něco, co začalo vyhazovat planety a komety až téměř ven ze soustavy, načež další hvězdy procházející kolem stabilizovaly jejich oběžné dráhy," uvedl Kalas. Jeho tým nyní podle jeho slov shromažďuje indicie, které by mu pomohly pochopit rozmanitost exoplanet a to, jak to může souviset s některými tajemnými aspekty naší vlastní sluneční soustavy.

Mladá, zaprášená hvězda s podivnou planetou

Astronomové studují dvojhvězdu HD 106906 intenzivně již patnát let kvůli jejímu nápadnému prachovému disku, který by mohly tvořit rodící se planety. Pokud by tomu tak opravdu je, mohla by nám dvojhvězda HD 106906 říci hodně o tom, jak vypadala naše sluneční soustava v době asi před 4,5 miliardou let, kdy se ve vířícím disku vesmírných trosek a úlomků po formování Slunce vytvořily naše vlastní planety.

Zmíněnou exoplanetu, nazvanou HD 106906 b a vyzařující vlastní vnitřní teplo, odhalily snímky dvojhvězdy, pořízené v roce 2013 Magellanovými dalekohledy v Chile.

Exoplaneta se nacházela neobvykle daleko od dvojhvězdy, ve vzdálenosti asi 737 astronomických jednotek, což znamená, že její vzdálenost od dvojhvězdy byla 737krát větší, než jaká je střední vzdálenost Země od Slunce, a pětadvacekrát větší, než je vzdálenost mezi Sluncem a planetou Neptun.

Kalas vedl tým, jenž získal první snímky prachového disku dvojhvězdy pomocí 16megapixelového fotoaparátu Gemini Planet Imager, nacházejícího se na jižním dalekohledu chilské observatoře Gemini (Gemini South).

V roce 2015 dospěl tým na základě těchto pozorování k teoretické domněnce, že exoplaneta HD 106906 b se původně vytvořila v blízkosti dvojhvězdy a do velké vzdálenosti, v níž se nachází nyní, ji vymrštila až gravitační interakce s dvojhvězdou. Podkladem pro tuto teorii byla skutečnost, že vnější prachový disk dvojhvězdy je "nakřivo", část hmoty na jedné jeho straně je vychýlena mimo rovinu, což naznačuje, že jeho symetrii něco narušilo - například právě vymrštěná planeta.

"Představujeme si to tak, že pokaždé, když se planeta nejvíce přiblíží k dvojhvězdě, rozvíří materiál disku, čímž disk na jedné straně zkrátí a posune," uvedl člen týmu Robert De Rosa z Evropské jižní observatoře v Santiagu de Chile, jenž dříve působil na Kalifornské univerzitě v Berkeley.

Zasáhla zřejmě ještě další hvězda

Vědci tento scénář otestovali pomocí počítačové simulace hvězdného systému s planetou na podobné oběžné dráze. Při simulaci našli problém: za normálních okolností by totiž byla planeta tímto způsobem úplně vyhozena ze své soustavy a stala by se "nezbednou", tedy takovou, která volně pluje prostorem a na žádnou hvězdu se neváže. Aby se její oběžná dráha v tak velké vzdálenosti od hvězdy stabilizovala, byla tedy nutná ještě nějaká další interakce, možná s další hvězdou procházející kolem.

A právě takový scénář vedl podle předpokladu astronomů také ke vzniku planety Devět: její interakce s našimi obřími planetami v rané fázi existence naší sluneční soustavy ji vyhodila z vnitřku soustavy až na vzdálený okraj, kde její oběžnou dráhu stabilizovaly hvězdy procházející kolem místní hvězdokupou.

Aby tuto teorii ověřil, začal Kalas hledat procházející hvězdu, která mohla stabilizovat oběžnou dráhu exoplanety HD 106906 b. Spolu s Robertem De Rosou nakonec ohlásil, že našli několik blízkých hvězd, jež mohly proletět soustavou dvojhvězdy o tři miliony let dříve, čímž možná "došťouchly" exoplanetu na její oběžnou dráhu a způsobily, že se úplně "neutrhla". 

Na základě podrobných měření v letech 2004 až 2018 dospěli Nguyen, De Rosa a Kalas k závěru, že exoplaneta HD 106906 b se s největší pravděpodobností nachází na stabilní, ale velmi eliptické oběžné dráze kolem své dvojhvězdy. Tuto dráhu tým měřil porovnáváním astrometrických dat z observatoře Gaia Evropské vesmírné agentury, jež přesně mapuje polohu miliard hvězd, a snímků z Hubblova vesmírného dalekohledu.

"Skutečnost, že naše výsledky odpovídají předpokladům, představuje podle mě silný důkaz, že zmíněná exoplaneta je opravdu vázána na svou oběžnou dráhu. Abychom tato zjištění potvrdili, bude ještě v budoucnu nutné změřit její radiální rychlost," uvedl Nguyen.

Zdroj: Youtube

Kromě potvrzení existence oběžné dráhy exoplanety, kde jeden oběh trvá přibližně 15 tisíc let, zjistil tým také to, že tato oběžná dráha je ve skutečnosti vůči rovině disku ještě nakloněnější, než se čekalo: mezi 36 a 44 stupni. Při nejbližším přiblížení k soustavě dvojhvězdy by se nedostala blíže než na zhruba 500 astronomických jednotek od dvojhvězdy, z čehož vyplývá, že nemá žádný vliv na planety uvnitř soustavy. Také to odpovídá teorii o planetě Devět, která nemá žádný pozorovaný účinek na žádnou z osmi planet sluneční soustavy. 

"Podle mě je exoplaneta HD 106906 b opravdu jedinečná tím, že je jedinou, o níž víme, že je špatně zarovnaná vůči své soustavě, že je obklopená diskem trosek a že je také velmi vzdálená od ostatních těles, jež považujeme za součást soustavy. Právě to z ní dělá jediného dosud nalezeného kandidáta, jehož oběžná dráha je analogická s hypotetickou planetou Devět," uzavírá Nguyen.