Článek
Překvapivý objev planety a dvou hnědých trpaslíků byl učiněn pomocí dalekohledu VLT (Very Large Telescope) mezivládní organizace Evropská jižní observatoř (ESO), jejímž členem je i Česko. Tým astronomů pracoval pod vedením britské University of Birmingham.
V posledních letech bylo objeveno několik planet, které obíhají kolem dvou blízkých hvězd najednou – podobně jako fiktivní planeta Tatooine, domovská planeta Luka Skywalkera z filmů Star Wars.
Na těchto planetách bychom pak mohli být svědky dvojitých východů a západů „slunce“, navíc nastávajících velmi nepravidelně. Tyto tzv. cirkumbinární planety obvykle obíhají po drahách, které se nacházejí zhruba ve stejné rovině, v níž obíhají i jejich mateřské hvězdy. Hvězdné systémy se totiž formují ze zploštělých, rotujících disků plynu a prachu, přičemž hmota se shromažďuje do těles zpravidla obíhajících právě v blízkosti roviny disku, který obklopuje nově zrozenou hvězdu či hvězdy.
V důsledku toho astronomové většinou neočekávají, že nějaká planeta bude obíhat dokonce prakticky kolmo na tuto základní rovinu rotace.
Již dříve se však objevily náznaky, že by mohly existovat cirkumbinární planety na kolmých neboli polárních drahách kolem dvojhvězd. Teoreticky jsou tyto dráhy stabilní, a jak vyplývá z informací na webu, už dříve byly objeveny protoplanetární disky na polárních drahách kolem hvězdných párů. Dosud jsme však postrádali jasné důkazy, že nějaké zcela zformované planety na polárních drahách skutečně existují.
Protoplanetární disk je zploštělý oblak prachu a plynu ve vesmíru, který rotuje kolem vznikající či právě zformované hvězdy. V disku se v průběhu milionů let postupně začínají shlukovat a vzájemně srážet drobné částice, což vede ke vzniku větších těles působících na sebe stále silnější gravitací, tzv. planetesimál. Z nich se pak vzájemnými srážkami formují protoplanety, později vlastní planety.
„Jsem nadšený, že se mohu podílet na získání věrohodných důkazů o existenci této zvláštní konfigurace,“ nechal se slyšet astronom Thomas Baycroft, doktorand na Birminghamské univerzitě, který vedl příslušnou studii publikovanou 16. dubna 2025 v časopise Science Advances.
Scientists in @ScienceAdvances have discovered an exoplanet that orbits two “suns”—just like Luke Skywalker’s home planet Tatooine. https://t.co/K7tPxPpH9M pic.twitter.com/9trSCz6ogl
— Science Magazine (@ScienceMagazine) April 19, 2025
Zvláštní dvojhvězdný systém 2M1510
Zvláštní exoplaneta (tj. planeta mimo Sluneční soustavu) pojmenovaná 2M1510 (AB) b obíhá kolem těsné dvojice mladých hnědých trpaslíků – objektů větších než velké plynné planety, ale příliš malých na to, aby se jednalo o skutečné, lépe řečeno plnohodnotné hvězdy (podle některých autorů v systému existuje ještě třetí nebo dokonce čtvrtý hnědý trpaslík, ale velmi daleko od centrální dvojice).
Hnědí trpaslíci
Hnědí trpaslíci vznikají prakticky stejně jako hvězdy: z obřích mezihvězdných oblaků plynu a prachu, nazývaných molekulární oblaka. V nich se vytvářejí zhuštěniny, které se dále hroutí pod vlivem vlastní gravitace a strhávají na sebe další materiál z okolí. Z těchto zhuštěnin vznikají rotující disky. Na rozdíl od běžných hvězd, jako je Slunce, však hnědí trpaslíci nedokážou shromáždit dostatek materiálu ze zbytků oblaku, který je zrodil. Proto nedosáhnou hmotnosti potřebné k vyvinutí tlaků a teplot v jejich jádrech, které mohou nastartovat obvyklou termonukleární fúzi jader lehkého vodíku, při které vznikají jádra hélia.
Takže v tomto případě nevznikne hvězda „hlavní posloupnosti“, ale jakási „nepovedená či podměrečná hvězda“, zvaná stručně hnědý trpaslík. Hmotnosti hnědých trpaslíků leží zhruba mezi třináctinásobkem až osmdesátinásobkem hmotnosti planety Jupiter. Pro srovnání, Slunce je asi 1000krát hmotnější než planeta Jupiter.
Tito konkrétní hnědí trpaslíci se nacházejí asi 120 světelných let od Země směrem k souhvězdí Vah. Oba se při pohledu ze Země dokonce vzájemně periodicky zakrývají, jak obíhají kolem svého společného těžiště, takže tvoří tzv. zákrytovou dvojhvězdu.
Samotná planeta přitom neobíhá přímo kolem jednoho z trpaslíků, ale místo toho kolem jejich společného těžiště, avšak na dráze k drahám obou trpaslíků kolmé.
Mladý systém
Astronomové určili stáří daného systému na pouhých 45 milionů let, což je asi setina stáří našeho Slunce. „Neexistuje mnoho takto velmi mladých planetárních systémů,“ poznamenal Baycroft.
Hmotnost planety přitom leží někde mezi mini-Neptunem a Saturnem, nyní je odhadována na 10-100 hmotností Země.
Systém tohoto typu je neuvěřitelně vzácný. Jde teprve o druhý dosud známý pár zákrytových hnědých trpaslíků a první, který obsahuje exoplanetu, která kdy byla nalezena na dráze kolmé k dráze svých dvou mateřských hvězd. Dodnes bylo pouze u celkem 15 dalších exoplanet potvrzeno, že obíhají kolem dvojhvězdného páru (říká se jim tzv. cirkumbinární planety, resp. „planety typu Tatooine“) – a všechny tyto planety obíhají zhruba v rovině drah hvězd obíhajících kolem sebe, nikoli nad póly.
Skupina astronomů objevila tuto planetu při zpřesňování orbitálních a fyzikálních parametrů obou hnědých trpaslíků na základě pozorování pomocí spektrografu UVES, připojeného k dalekohledu ESO VLT na observatoři Paranal v Chile. Dvojici hnědých trpaslíků 2M1510 poprvé detekoval v roce 2018 člen této skupiny Amaury Triaud spolu s dalšímu spolupracovníky.
Posun oběžné dráhy trpaslíků opačně, než je přirozené
Astronomové díky zpřesněným měřením zpozorovali, že oběžné dráhy dvou hvězd v systému 2M1510 jsou střídavě odtlačovány a přitahovány neobvyklým způsobem, což je vedlo k závěru o existenci ovlivňující exoplanety s podivným úhlem oběžné dráhy.
„Prověřili jsme všechny možné scénáře a jediný, který je v souladu s daty, je ten, že se planeta nachází na polární dráze kolem této dvojhvězdy,“ konstatoval Baycroft.
V binárních systémech, jako je tento, bude eliptická oběžná dráha každého trpaslíka postupně měnit svou prostorovou orientaci v průběhu času, podobně jako osa rotující káči opisuje kruh, když se horní část rozkývá. K tomuto orbitálnímu posunu eliptické dráhy obvykle dochází ve stejném směru, jakým se daný objekt pohybuje.
Jak dále popisují odborníci, oběžné dráhy hnědých trpaslíků se zde však naopak posunovaly v opačném směru, což mohlo být vysvětleno pouze tím způsobem, že hnědí trpaslíci dostávají gravitační „šťouchance“ od planety obíhající na dráze skloněné pod úhlem téměř 90° k rovině trpaslíků. „Narazili jsme na to opravdu šťastnou náhodou,“ přiznal Baycroft.
I některé jiné hvězdné systémy vykazují stopy planet obíhajících po drahách s poměrně velkými sklony k rovině jejich základní rotace, přičemž i několik protoplanetárních disků hvězdných systémů nese náznaky planet, které byly vymrštěny na podobné kolmé oběžné dráhy. Ale „zpětný valčík“ dvou hnědých trpaslíků je jedním z nejpřesvědčivějších důkazů tohoto typu.
Detekce tohoto zpětného pohybu je možná pouze tehdy, když binární pár obíhá kolem sebe rychle a v těsné blízkosti. Situace těchto dvou hnědých trpaslíků tomu odpovídá: jejich oběžná doba trvá jen 21 dní a jejich minimální vzdálenost činí 5,6 milionu kilometrů, což je méně než čtyři procenta vzdálenosti mezi Zemí a Sluncem.
Pokud jde o záhadný sklon planety, něco asi muselo tímto systémem otřást, když byla vystřelena tak hodně mimo oběžnou rovinu dvou hnědých trpaslíků. Například odněkud mohla přiletět blízká hvězda a narušit původní stav systému. Baycroft doufá, že budoucí pozorování pomohou vědcům lépe pochopit dynamiku a původ systému, stejně jako zjistit, jestli i jiné hvězdné systémy neskončily v podobně zvláštním uspořádání.
„Původně jsme vůbec neměli cíl hledat takovou planetu nebo konfiguraci oběžné dráhy. Proto je tento objev velkým překvapením,“ přidal se podle vědeckého serveru Phys.org Triaud. „Vesmír, který objevujeme, nás opravdu stále nepřestává udivovat a fascinovat. Vidíme, jak zajímavě může planeta ovlivňovat oběžné dráhy svých dvou mateřských hvězd a spoluvytvářet tak jemný nebeský tanec.“
Objev byl možný díky průkopnické analýze dat vyvinuté v Birminghamu Dr. Lalithou Sairamovou (nyní působící na univerzitě v Cambridgi), která vyvinula nové metody, které zlepšily přesnost měření třicetkrát.
„Z variací v rychlostech obou hnědých trpaslíků můžeme změřit jejich fyzikální a orbitální parametry, ale protože jsou tyto variace celkem malé, tato měření, a tím i jejich parametry, byly dosud poměrně nepřesné. Až díky značnému zpřesnění jsme si všimli, že oběžné dráhy dvou hnědých trpaslíků kolem sebe jsou čímsi jemně ovlivňovány,“ vysvětlila.
