Astronomové Texaské univerzity William Cochran a Michael Endl pozorovali hvězdu HD 155358 pomocí dalekohledu HET (Hobby-Eberly Telescope) o průměru 9,2 metru již od roku 2001. Díky spektrografu s vysokým rozlišením, kterým teleskop disponuje, mohli při svém průzkumu využít všech předností metody měření radiálních rychlostí (více viz Grün: Lidstvo hledá nové světy). Touto metodou byla objevena valná většina dosud známých extrasolárních planet.

Zdánlivě obyčejná hvězda

Na první pohled hvězda HD 155358 není ničím výjimečná, základními charakteristikami se podobá našemu Slunci, je jen nepatrně teplejší a také o trochu lehčí. Z toho, co je nám o ní zatím známo, tvoří její soustavu kromě ní ještě dvě exoplanety. První z nich, o hmotnosti 0,9 hmotnosti Jupiteru, krouží ve vzdálenosti 0,6 AU (AU = astronomická jednotka, vzdálenost Země od Slunce, 150 milionů km) s periodou 195 dní, druhá, jejíž minimální hmotnost je stanovena na 0,5 hmotnosti Jupiteru, oběhne svou mateřskou hvězdu jednou za 530 dní ve dvojnásobné vzdálenosti.

Robert Wittenmyer, další člen výzkumného týmu, se pokusil vývoj celého systému v příštích 100 milionech letech simulovat na univerzitním superpočítači Lonestar. Dospěl přitom k velmi zajímavým výsledkům. V současnosti se jedna z exoplanet pohybuje po téměř kruhové dráze, zatímco druhá po elipse, přičemž se stále vzájemně gravitačně ovlivňují. Na tom by nebylo nic zvláštního, avšak z provedených výpočtů vyplývá, že si exoplanety každých 3000 let tvar svých trajektorií prohodí! Přesto je podle Endla celý systém stabilní. "Připomíná to tanec," říká tak trochu s nadsázkou. Podle Wittenmyera "si planety spolu vyměňují výstřednosti svých drah".

Chybí „kovy“

Skutečným překvapením však pro astronomy byly výsledky analýzy chemického složení hvězdy. Ze všech hvězd, u kterých kdy byla prokázána přítomnost exoplanet, vykazuje HD 155358 (ještě spolu s HD 47536) nejnižší metalicitu – ve srovnání se Sluncem obsahuje totiž pouze 20 % "kovů". (Jako "kovy" přitom označují astronomové ve své hantýrce všechny prvky těžší než vodík nebo helium.) Zmíněný fakt může významně ovlivnit naše chápání toho, jak vlastně planetární systémy okolo hvězd vznikají. V tomto případě by ke vzniku planet snad ani nemělo dojít!

Prozatím "máme dva navzájem si konkurující modely vzniku planet," říká Endl, a sice tzv. jádrový akreční model a model s nestabilním diskem. Oba dva na počátku počítají s rotujícím mračnem se vznikající hvězdou uprostřed. Postupem času se oblak prachu a plynu zplošťuje, až se z něj nakonec vytvoří disk. Až potud jsou obě teorie zajedno. Zásadně se ale rozcházejí v popisu toho, co následuje.

Správné vysvětlení asi teprve přijde

Podle první teorie by planeta jako Jupiter měla vzniknout ve dvou krocích. Nejprve se zformuje protoplanetární jádro o hmotnosti několikrát převyšující hmotnost Země a to pak dál svou vlastní gravitací na sebe nabalí materiál z okolí, až se z něj stane obří planeta. Celý proces zabere řádově několik milionů let a aby k němu došlo, musí se v disku a ve hvězdě vyskytovat "kovy". Ve prospěch tohoto modelu hovoří skutečnost, že většina planet nalezených metodou měření radiální rychlosti se nalézá právě kolem hvězd bohatých na kovy. Ovšem objev planety s tak malým obsahem pevného materiálu je přinejmenším zarážející.

Podle druhé teorie se disk rotující kolem vznikající hvězdy stane velice záhy nestabilním, což má za následek jeho rozpad. Výsledkem jsou obrovské shluky hmoty, ze kterých se pak dále vlivem gravitace formují obří planety, což podle modelu nestabilního disku trvá jen stovky let. "Obří plynné planety vzniklé tímto způsobem by vůbec žádné tuhé jádro mít nemohly," tvrdí Endl.

Která z obou teorií se tedy víc blíží pravdě? To bude s největší pravděpodobností předmětem dalšího výzkumu. "Hlavní přínos našeho objevu spočívá v tom, že tyto planety ke svému vzniku potřebují mnohem větší disk, několikrát hmotnější, než si myslíme, že byl ten kolem našeho Slunce," říká Endl. "To ukazuje, že hmotnost disku se může významně měnit a dokonce může hrát rozhodující roli v průběhu formování planet."

Zdá se, že naše stávající poznatky o vzniku obřích planet se ještě dočkají významných změn, což může mít v budoucnu dopad nejen na samotné astrofyzikální teorie, ale i na pátrání po obyvatelných zónách za hranicemi naší sluneční soustavy.

Zdroje: www.spaceflightnow.com, austral.as.utexas.edu, www.ian.cz