S pomocí gravitace

Podle katalogu Pařížské observatoře je v naší galaxii zaregistrováno 4 374 exoplanet, dalších 2 550 kandidátů pak čeká na potvrzení. Drtivá většina se nachází mimo sluneční soustavu, obíhají své mateřské hvězdy anebo binární soustavy. Ale existuje ještě přibližně 10 dost neobvyklých objektů. Vědci zatím nezjistili jejich gravitační spojení s žádnou hvězdou, zdá se tak, že volně letí vesmírem samy po hyperbolických orbitách.

Hypotézy vzniku a evoluce planet předpovídaly existenci těchto toulavých těles. Potvrdili to koncem osmdesátých let polští a američtí vědci svým experimentem s použitím gravitačního mikročočkování (Optical Gravitational Lensing Experiment, OGLE). Spočívá v pozorování tmavých kompaktních těles, černých děr a kamenných planet. Nevyzařují záření, proto jsou opticky neviditelné, nedají se rovněž spatřit tranzitním způsobem, protože se neotáčejí kolem hvězd a nemohou je zastínit. Zato ale mají hmotnost.

Jakýkoli masivní objekt kolem sebe ruší prostor a čas. Když se nachází na ose mezi pozorovatelem na Zemi, anebo na její orbitě, a jasnou hvězdou, tvoří gravitační vlny kolem něj něco na způsob čočky. Pak se jasnost hvězdy zvyšuje na jistou krátkou dobu, která ale stačí na to, aby se podařilo najít tuto špičku v datech teleskopu. A právě tohle je označováno za gravitační mikročočkování. S jeho pomocí objevují astronomové tyto toulavé planety.

Více než hvězd v galaxii

Britští vědci učinili v roce 2012 předpoklad, že toulavých planet má být v Mléčné dráze velmi mnoho, několikrát víc než hvězd. Je možné, že vznikly trochu později, než došlo k velkému třesku. Jednou za 25 milionů let překročí sluneční soustavu, kde hromadí mikročástice prachu a zárodky života, mohou tedy šířit v galaxii biologický materiál.

Pak ale o tom začali vědci pochybovat. Analýza monitoringu experimentu OGLE v letech 2010-2015 ukázala, že nejpravděpodobněji připadá v naší galaxii na jednu hvězdu ne více než 0,25 těchto toulavých planet přibližně o hmotnosti Jupiteru. Kdežto hvězd je podle různých odhadů 200-400 miliard.

Koncem října informovali vědci z Varšavské univerzity v rámci spolupráce s OGLE, že objevili kandidátku na nejmenší toulavou planetu v Mléčné dráze, jejíž hmotnost se rovná hmotnosti Země, anebo dokonce Marsu. Možná, že OGLE-2016-BLG-1928 má hvězdu, avšak nebyla objevena na vzdálenosti osmi astronomických jednotek. Autoři připomněli, že způsob gravitačního mikročočkování je velmi citlivý, dokáže objevit efekt čočky o délce pouhých 45 minut. Znamená to, že nový objekt je velmi kompaktní, jako planeta typu Země.

Tři toulavé planety byly objeveny s pomocí Jihokorejské sítě teleskopů gravitačního mikročočkování, které se nacházejí v Chile, JAR a Austrálii. O další kandidátce, KMT-2017-BLG282, informovali vědci v říjnu.

Astronomové vkládají velké naděje do vesmírného teleskopu Nancy Grace Roman, který konstruuje NASA speciálně pro pátrání po toulavých planetách. Pozorování z oběžné dráhy, kde nepřekáží atmosféra, se vyznačuje velkou přesností. Přístroj dokáže objevit objekty o hmotnosti menší než hmotnost Marsu. Nehledě na to, že Roman (zkrácený název teleskopu) bude monitorovat nevelký kus vesmíru, doplní katalog stovkami toulavých planet.

Věci se přiklánějí k názoru, že tyto toulavé planety byly „vyvrženy“ ze svých slunečních soustav. Podle teorie vzniku planet se jejich zárodky objevují následujícím způsobem: když dochází ke kolapsu plynu a vzniká hvězda, rozvrství se látka, která k ní tíhne. Právě v této látce vznikají zárodky planet. Plynní obři vznikají na okrajích protoplanetárních disků, pokračují ve shromaždování plynu a migrují k centru. Kvůli vznikající nestabilitě jsou méně masivní planety, zvlášť ty kamenné, velikosti Země nebo Marsu, vyhozeny za hranice soustavy a gravitačního pole rodné hvězdy.

O této hypotéze se zejména mluví, když chtějí vědci vysvětlit nesrovnalosti ve struktuře sluneční soustavy, eventuální existenci deváté planety, a budoucí osud Merkuru, poněvadž existuje možnost, že síly Jupiteru, které způsobují nestabilitu, jej „vyhodí“ ven.

K poruchám v planetární soustavě a odstranění části hmoty může docházet také z vnějších příčin, například kvůli průletu ojedinělé hvězdy, anebo galaktickým přílivům. Podle vědců produkují binární systémy více toulavých planet než ty jednoduché.

Názory vyjádřené v článku se nemusí vždy shodovat s postojem Sputniku.