Planety u cizích hvězd nacházíme od poloviny 90. let, ale u nejbližšího hvězdného systému Alfa Centauri se nám to dlouho nedařilo. Zlom přišel až v roce 2012, kdy byl oznámen objev exoplanety u Alfa Centauri B. Jak se později ukázalo, nadšení byl předčasné. Existence planety byla zpochybněna. Počet známých planet u dvou největších hvězd v trojhvězdném systému zůstává nulový a pozornost se soustředí na nejmenšího člena – červeného trpaslíka, který je nejznámější pod názvem Proxima Centauri. Je to nejbližší hvězda od Slunce, vzdálená necelých 4,3 světelných let.
Od jedné planety ke třem
V roce 2016 byl oznámen objev exoplanety Proxima b. Okolo hvězdy oběhne jednou za 11 dní. V roce 2019 byl oznámen možný objev druhé planety, která by měla mít hmotnost asi 6 Zemí a obíhat podstatně dál s oběžnou dobou asi 5 let. Na potvrzení existence Proximy c si musíme počkat.
Nás ovšem bude zajímat studie, která vyšla v roce 2020. Astronomové v ní použili data z několika spektrografů a to včetně více než 70 měření ze spektrografu ESPRESSO na vlajkové lodi Evropské jižní observatoře – dalekohledu VLT. Díky tomu upřesnili hmotnost Proximy b na 1,173 ± 0,086 Země. Ve studii byl také zmíněn další signál s periodou pěti dní. Obíhá snad okolo Proximy Centauri třetí planeta? Zdá se, že ano.
Proxima d jako nejlehčí exoplaneta vůbec?
V nové studii, která byla dnes představena, vzali autoři zmíněných asi 70 pozorování ze spektrografu ESPRESSO a přidali k nim dalších 52 nových. Celkem šlo o 117 měření z 99 nocí z let 2019 a 2021.
Podle výsledků obíhá Proximu Centauri třetí planeta s periodou 5,1 dnů. Pokud se podíváme na vzdálenosti, tak zatímco Proxima b obíhá ve vzdálenosti 7,2 milionu kilometrů, Proxima d jen ve vzdálenosti 4,3 milionu kilometrů od hvězdy.
Hmotnost planety by měla být jen 0,26 Země. Podle tiskové zprávy je to nejlehčí exoplaneta, která kdy byla objevena měřením radiálních rychlostí. Podobná prohlášení je potřeba brát s rezervou, ale teoreticky je to pravda. Podle katalogu na exoplanet.eu držela rekord do teď GJ 273 c s hmotností 1,19 Země. Tisková zpráva ESO pak zmiňuje exoplanetu L 98-59 b, která má hmotnost jen 0,4 Země, ale ta byla objevena tranzitní metodou družicí TESS. Na planetární systém se pak podíval i ESPRESSO a detekoval signál planety, která se tak stala nejlehčí exoplanetou, která byla detekována (nikoliv objevena) měřením radiálních rychlostí.
Všechny planety u Proximy Centauri byly objeveny měřením radiálních rychlostí. Planety obíhají okolo společného těžiště s hvězdou a protože mají nemalou hmotnost, je ono těžiště posunuté vůči středu hvězdy. Planety tak s Proximou jakoby cloumají, což se projevuje v posuvu spektrálních čar.
Hmotnost, kterou určíme, je vždy minimální, protože přesná hmotnost závisí na sklonu roviny oběžné dráhy vůči nám. Proto je to s rekordy trochu složité, jako konec konců vše v exoplanetárním rybníčku. Ale zajímavá je jiná věc! V případě měření radiálních rychlostí měříme amplitudu výchylky v metrech za sekundu. Před pár lety byla metou rychlost 1 m/s, kterou dosahuje například objevitel Proximy b – spektrograf HARPS. Proxima b způsobuje výchylku 1,2 m/s.
Dnes ale i díky spektrografu ESPRESSO cílíme na metu 10 cm/s! A Proxima d je první velkou malou vlaštovkou. Způsobuje amplitudu výchylky jen 39 cm/s.
A vše ostatní jsou dohady
Proxima Centauri je sice chladným červeným trpaslíkem, ale Proxima d se pohybuje přece jen už hodně blízko. Rovnovážná teplota na povrchu bude kolem 360 Kelvinů. Ale je to odhad založený na očekávaném složení a především bez vlivu atmosféry. Má Proxima d atmosféru? To je dobrá otázka. Proxima Centauri je hodně divoká a silné erupce mohly atmosféru planety zničit. Pokud by planeta tranzitovala, způsobila by tranzit o hloubce asi 0,3 %. Vědci by mohli pomoci JWST atmosféru prozkoumat. Ale stejně jako Proxima b, ani Proxima d s největší pravděpodobností z našeho pohledu před svou mateřskou hvězdou netranzituje. Na transmisní spektroskopii si tak musíme nechat zajít chuť.
Pokud by planeta tranzitovala, mohli bychom také určit její poloměr. Takhle si musíme jen vystačit s odhadem, který je založený na možném složení. Proxima d by mohla mít velikost 0,8 Země.
A co Proxima c?
Přesnost přístroje ESPRESSO samozřejmě stačí i na detekci planety Proxima c, ale data jsou za krátkou dobu, která nepokrývá ani jeden oběh planety okolo hvězdy. Musíme si počkat. Odpověď by mohla přijít také z družice GAIA a astrometrie. Princip je v základu stejný jako u měření radiálních rychlostí, jen ono kymácení hvězdy nezachytíme v posuvu spektrálních čar, ale ve vlastním pohybu hvězdy po obloze.