Baby planemos se mohou rodit jako dvojčata

Když před dvěma měsíci prezentoval na prof. Ray Jayawardhana (Univerzity of Toronto, Kanada) na konferenci Americké astronomické společnosti v Calgary své objevy prachových disků okolo mnohem menších "příbuzných" tak zvaných hnědých trpaslíků - objektů o planetární hmotnosti, někdy označovaných jako "planemos" (PLANEtary Mass Objects), které neobíhají kolem hvězd a místo toho volně plují vesmírem, ani on sám netušil, že další objev týkající se těchto zvláštních objektů přijde opravdu záhy.

K článku "Jupiter's "Big Brother" Has Moon-Forming Dust Disk", který vycházel z jeho prezentace v Calgary tehdy sdělil, že nejprve chce spolu s Valentinem Ivanovem získat pomocí dvou dalekohledů Evropské jižní observatoře (ESO - European Southern Observatory) v Chile, 8,2 metrového VLT (Very Large Telescope) a 6,5 metrového NTT (New Technology Telescope), získat optická spektra 6 kandidátů, které nedávno identifikovali vědci z texaské University v Austinu.

Díky těmto pozorováním, astronomové objevili svéráznou dvojici objektů o hmotnostech přibližně sedm a čtrnáct hmot Jupiteru, které nejspíše obíhají kolem sebe navzájem. Oba objekty mají hmotnost podobnou obřím extra solárním planetám, ale při tom neobíhají kolem žádné hvězdy a zdá se, že krouží pouze kolem sebe navzájem. Existence takového dvojitého systému budí velmi silné rozpaky z hlediska teorie formování volně se vyskytujících objektů s hmotami podobnými planetám.

Jayawardhana s Ivanovem oznámili svůj objev 3.srpna v Science Express, online publikační službě časopisu Science.

"Je to opravdu pozoruhodný pár dvojčat, každé z nich má pod jedno procento hmoty našeho Slunce," píše Jayawardhana. "Již jen jejich pouhá existence je překvapením a jejich původ a osud jsou pořádně velkou záhadou."

Zhruba polovina ze všech hvězd podobných Slunci se vyskytuje v párech, stejně jako šestina hnědých trpaslíků, 'neúspěšných hvězd', které mají méně než 75 hmot Jupiteru a nejsou tak schopné v sobě zažehnout jadernou syntézu. Během uplynulých pěti let však astronomové identifikovali v blízkých oblastech vznikajících hvězd, také několik tuctů dokonce ještě menších nehvězdných objektů (planemos), které se samostatně pohybují prostorem.

Planemos tak znovu vyvolávají nepořádek v astronomických definicích. Jde o hvězdy nebo planety? To, že nejsou svázány s žádnou jinou hvězdou, mluví pro to, aby byly zařazeny mezi hvězdy. Ovšem fyzikálně, tedy hmotností, energetickou bilancí atp., patří zase spíše mezi planety a jejich případné oběžnice by se tedy měly nazývat měsíce. Pokud by v naší soustavě neexistovalo Slunce, mohl by být Jupiter typické planemo. Dokonce by v době svého vzniku musel mít už dříve kolem takových objektů nalezený prachový disk, z něhož by se později zformovaly velké galileovské měsíce.

Nový pár planemo, Oph 162225 - 240515, nebo zkráceně Oph1622, je ale prvním, u kterého bylo zjištěno, že je dvojitý.

Výzkumníci objevili kandidáta na společníka v optickém obrazu pořízeném 3.5 m dalekohledem NTT v La Silla v Chile. Rozhodli se proto získat optické spektrum a infračervené obrazy také párem 8,2 m dalekohledů observatoře VLT v Paranal, rovněž v Chile, aby se ujistili, že to je opravdu společník, namísto náhodného zobrazení objektu v popředí nebo v pozadí stejného zorného paprsku. Tato následují pozorování skutečně potvrdila, že oba objekty jsou mladé, nacházejí se ve stejné vzdálenosti a jsou příliš chladné na to, aby byly hvězdami. To vše naznačuje, že oba objekty jsou fyzicky sdruženy.

Porovnáním s nejpoužívanějšími teoretickými modely, Jayawardhana s Ivanovem odhadují, že společník má hmotnost asi sedmkrát větší než Jupiter, zatímco hmotnější objekt je asi dvojnásobný, se čtrnácti hmotami Jupiteru. Jde o velmi mladý pár, sotva milion let starých objektů, které jsou od sebe vzdáleny asi šesti násobek vzdálenosti mezi Sluncem a Plutem, nacházející se asi 400 světelných let daleko, v oblasti souhvězdí Ophiuchus, kde vznikají nové hvězdy.

Předpokládá se, že planety vznikají v disku plynu a prachu, který obklopuje hvězdy, hnědé trpaslíky a dokonce i některé volně se pohybující objekty s hmotnostmi planet (např. ESO PR 19/06). Je ale pravděpodobné, že i tato planemo dvojčata vznikla současně ze smršťujícího se plynového mraku, který se fragmentoval jako miniatura dvojitého hvězdného systému," řekl Jayawardhana. "Pokoušíme se vyhnout pokušení nazývat tento pár 'dvojitou planetou', protože pravděpodobně nevznikl způsobem, kterým vznikly planety naší sluneční soustavy," dodal Ivanov.

Oph1622B je jen druhým nebo třetím přímo zobrazeným společníkem s hmotností planety, který byl potvrzen spektroskopicky a prvním, který má sám hmotnost jako planeta. Ba co víc, jeho existence představuje výzvu populárnímu teoretickému scénáři, ve kterém se naznačuje, že hnědí trpaslíci a volně se vyskytující objekty planetární hmotnosti jsou hvězdná embrya vyhozená z vícenásobných proto-hvězdných systémů. Protože však jsou oba objekty v Oph1622 od sebe velmi vzdálené a jen slabě navzájem gravitačně svázané, pak by takové chaotické narození určitě nepřežily.

"Nedávné objevy odhalily úžasnou rozmanitost světů mimo naši sluneční soustavu. Nicméně pár Oph1622 je jedním z nejzáhadnějších, jestliže ne výjimečný," řekl Jayawardhana. A Ivanov k tomu dodává. "Teď budeme zvědaví na to, zda se nezjistí, jestli jsou takové páry běžné nebo vzácné. Odpověď na tuto otázku by mohla vysvětlit, jak takové volně se vyskytující objekty o hmotnosti planet vlastně vznikly."