TLDR: TESS poprvé pomohl objevit exoplanetu pomocí gravitačního mikročočkování, tedy jako kosmická lupa – ne klasickým tranzitem před hvězdou. Studie tuna.

Exoplanety dneska objevujeme po stovkách – ale množství světů, o kterých nemáme páru, se furt krčí v rohu před těmi, o kterých páru máme! Příkladem za všecky je nový objev teleskopu TESS…

Ten běžně hledá exoplanety tak, že sleduje drobné poklesy jasnosti hvězd, když před nimi přejde planeta. Jenže tentokrát se podařilo něco jiného – observatoř zachytila zjasnění vzdálené hvězdy způsobené gravitačním mikročočkováním. To znamená, že hvězda v popředí fungovala jako lupa a planeta Gaia23bra b v jejím systému přidala do světelné křivky vlastní krátký podpis…

„Jak šmankote funguje gravitační lupa?“

Gravitace podle obecné relativity ohýbá prostor a tím i dráhu světla. Když se mezi nás a vzdálenou hvězdu náhodně postaví jiná hvězda, její gravitace může světlo hvězdy v pozadí zesílit. Na obloze to pak nevypadá jako zatmění, ale jako dočasné zjasnění. Pokud má hvězda v popředí planetu, může planeta do toho zjasnění přidat krátkou anomálii…

Výsledný jev je přesný opak klasického tranzitu. Tranzitní metoda hledá planety, které nám přejdou před hvězdou a světlo na chvíli uberou. Mikročočkování naopak hledá situace, kdy gravitace světlo přidá. A takhle jsme našli i objekt Gaia23bra b!

„Co je ten svět zač?“

Objevený objekt rozhodně není nic, kam byste se jednou chtěli podívat na dovolenou. Jde o tzv. super-Jupiter s hmotností asi 1,6 Jupiteru, který obíhá oranžového trpaslíka ve vzdálenosti podobné Jupiteru od Slunce; celý systém leží zhruba 40 tisíc světelných let od Země. To je ovšem především hluboko mimo běžný lovný revír TESS, který byl navržen hlavně pro bližší hvězdy.

Podle preprintu má mateřská hvězda asi 0,79 hmotnosti Slunce, projektovaná vzdálenost planety od hvězdy vychází asi 4,8 AU, tedy přibližně jupiterovsky daleko. TESS přitom událost neobjevil od nuly – první varování přišlo už v roce 2023 ze systému Gaia Science Alerts, který zachytil zjasnění hvězdy.

TESS měl štěstí, že stejnou oblast sledoval ve dvou sektorech, a jeho světelná křivka pak ukázala detaily typické pro binární čočku – hvězdu s planetárním společníkem…

„OK, najs, ale proč je to zajímavý?“

TESS byl postaven hlavně na lov tranzitů u jasných, relativně blízkých hvězd. Jeho hlavní výhoda je, že snímá obrovské části oblohy a dokáže opakovaně měřit jasnost hvězd. Jenže mikročočkování je jiná liga – událost se stane jednou, neopakuje se a často se odehrává u velmi vzdálených hvězd v hustých částech Galaxie. Když ji propásnete, planeta vám nezamává za další oběh jako při tranzitu. Prostě zmizí z kriminálky.

Ale to, že to TESS umí, takže to může zopakovat i u jiných svět, je jenom jedna zajímavost – jde taky o metodu pro lov světů odlišného ranku než ty z tranzitní metody. Tranzity totiž nejlépe nacházejí planety, které obíhají blízko hvězdy a často ji zakrývají. Proto máme tolik horkých Jupiterů…

Ale mikročočkování je citlivé i na planety dál od hvězdy, na studené obry, planety v okolí sněžné čáry nebo dokonce potulné planety bez hvězdy! Fčil, když víme, že to fungujovalo i nějakého random super-Jupitera, tak máme šanci odhalit potenciálně kotel světů daleko od Země – u nichž jsme doposud neměli tu páru, že tam jsou! A spolu s tím se zvyšuje i šance, že najdeme svět, který bude zajímavý i z jiného důvodu, než jako místo, kde se dá báječně spáchat sebevražda!

[Ladislav Loukota]

Vědátor vznikl jako spinoff spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd, dnes jej provozuje spolek Hyperion Media. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – kontaktní mail je [email protected]