TOI-1752 ukrývá dva velmi rozdílné světy

Astronomové potvrdili, že systém TOI-1752 je skutečně tvořen dvěma planetami. Obě obíhají kolem červeného trpaslíka spektrální třídy M1V, který se nachází přibližně 337 světelných let od Země. Vnitřní TOI-1752 b je malá planeta na mimořádně krátké oběžné dráze a patří mezi kandidáty na takzvaný lávový svět. Vnější TOI-1752 c je větší sub-Neptun s oběžnou dobou 32,7 dne; jeho dráha spadá do oblasti označované jako optimistická obyvatelná zóna. 9111213

Důležitá výhrada však zní: obyvatelná zóna není synonymem pro obyvatelnou planetu. Jde pouze o oblast, kde by za určitých předpokladů o atmosféře mohly panovat podmínky vhodné pro kapalnou vodu na povrchu. U TOI-1752 c zatím nevíme, zda má pevný povrch, jaké složení má její atmosféra ani zda se na ní kapalná voda vůbec může vyskytovat.

Jak se podařilo planety potvrdit

Družice NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) hledá pravidelné poklesy jasnosti hvězd. K nim dochází, když planeta při tranzitu přechází před kotoučkem své hvězdy a na krátkou dobu zakryje část jejího světla. Taková měření nejprve vytvářejí kandidáty; k potvrzení je nutné vyloučit například zákrytové dvojhvězdy nebo jiné falešné signály. Jednou z používaných metod je vícebarevná tranzitní fotometrie, která ověřuje, zda se signál chová stejně v různých barvách světla. 1

Výzkum vedený Institutem astrofyziky Andalusie (IAA-CSIC) spojil data z TESS s pozemními pozorováními. Do následného ověřování se zapojila také observatoř Teide na Tenerife, kde přístroj MuSCAT2 pracuje na dalekohledu Carlos Sánchez. 1112

Kombinace těchto měření vedla k potvrzení obou objektů jako planet. Studie publikovaná v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society uvádí jejich naměřené poloměry a oběžné doby. 1213

TOI-1752 b: super-Země na orbitě kratší než jeden den

TOI-1752 b má poloměr přibližně 1,69násobku Země a svou hvězdu oběhne za asi 0,94 dne. Databáze NASA ji vede jako potvrzenou tranzitující planetu. 5

Tak krátká oběžná doba znamená, že planeta se nachází mimořádně blízko své červené trpasličí hvězdy. Dostává proto velmi intenzivní dávku záření, což vedlo k označení „lávový svět“. Tento výraz je třeba chápat jako popis pravděpodobně extrémně horkého prostředí odvozený z její oběžné dráhy, nikoli jako přímé pozorování roztavených hornin na povrchu. 513

Rozměry TOI-1752 b ji řadí mezi super-Země. To ovšem neznamená, že se podobá Zemi podmínkami na povrchu. Označení především říká, že je větší než naše planeta, ale menší než světy podobné Neptunu.

TOI-1752 c: sub-Neptun v mírnější části systému

Vnější planeta TOI-1752 c má podle katalogu NASA hmotnost 5,86 Země, poloměr přibližně 0,204násobku poloměru Jupiteru, tedy asi 2,29násobku poloměru Země. Kolem své hvězdy obíhá každých 32,7 dne ve vzdálenosti 0,1614 astronomické jednotky. 2

Vědecká studie uvádí přesnější oběžnou dobu 32,7144 dne a poloměr 2,29 Země, což odpovídá katalogovým údajům NASA. 213 Velikostí tak planeta leží mezi Zemí a Neptunem. Samotný poloměr však neprozradí, zda má kamenný povrch, rozsáhlý obal bohatý na vodík, vrstvy vody pod vysokým tlakem, nebo zcela jinou vnitřní stavbu.

Mediální zprávy uvádějí, že TOI-1752 c dostává přibližně podobné množství záření jako Země a její odhadovaná rovnovážná teplota se pohybuje kolem 18–20 °C. Jde o modelové odhady, nikoli o důkaz, že na planetě panuje pozemské klima nebo teplota na pevném povrchu. 10

Proč je „obyvatelná zóna“ jen začátek příběhu

Za obyvatelnou zónu se označuje oblast kolem hvězdy, v níž by za vhodného složení atmosféry mohla na povrchu planety existovat kapalná voda. Klasifikace sama o sobě nepotvrzuje, že taková atmosféra skutečně existuje.

U sub-Neptunu, jakým je TOI-1752 c, je atmosféra a vnitřní struktura obzvlášť důležitá. Silný obal těkavých látek může vytvářet tlaky a teploty zcela odlišné od podmínek na Zemi, i když planeta přijímá podobné množství energie od své hvězdy. Význam mají také oblaka, chemické složení atmosféry, proudění a otázka, zda vůbec existuje pevný povrch.

V dostupných výzkumných podkladech nebyl u TOI-1752 c zjištěn žádný biosignál ani důkaz života. O tom, zda planeta atmosféru má a z jakých plynů se skládá, by mohla rozhodnout další pozorování, například tranzitní spektroskopie. Ta se snaží oddělit slabý otisk atmosféry planety od výrazně jasnějšího světla mateřské hvězdy.

Podobnost s K2-18 b

TOI-1752 c připomíná známou exoplanetu K2-18 b. Obě jsou tranzitující sub-Neptuny u červených trpaslíků a jejich oběžné doby jsou podobné — přibližně 33 dní. Katalog NASA uvádí pro K2-18 b oběžnou dobu 32,94 dne a poloměr asi 2,37 Země. 3

Podobnost je užitečná pro srovnávání, neznamená však, že jsou planety stejné. Téměř shodná oběžná doba a podobná velikost nezaručují stejnou hmotnost, atmosféru, oblačnost ani vnitřní složení. TOI-1752 je navíc zajímavý tím, že jeho vnitřní a vnější planeta vytvářejí kontrastní dvojici obíhající tutéž hvězdu.

Co může systém vědcům prozradit

Obě planety se nacházejí v dramaticky odlišných prostředích. TOI-1752 b oběhne hvězdu za méně než den, zatímco TOI-1752 c potřebuje téměř 33 dní. Společné studium této dvojice může pomoci objasnit, jak planety vznikají a migrují, jak intenzivní záření mění nebo odnímá atmosféry a jak souvisí jejich poloměr s vnitřním složením.

Největší hodnotu budou mít další měření hmotnosti a atmosféry TOI-1752 c. Mohou ukázat, zda jde o na plyn bohatý sub-Neptun, svět s vysokým podílem vody, nebo jiný typ planety na pomezí mezi kamennými světy a planetami podobnými Neptunu. Teprve taková data ukážou, co lze z „obyvatelné“ oběžné dráhy skutečně vyčíst — a co už by bylo jen lákavou spekulací.