Článek
Představte si tu scénu. Mladý Luke Skywalker zklamaně kope do písku a dívá se na vzdálený obzor. Nad rozpálenou pouští pomalu zapadají dvě obří slunce. Za podkresu ikonické hudby Johna Williamse se před divákem otevírá dokonalá iluze cizího, neznámého světa, kde neplatí naše pozemská pravidla. Když George Lucas v roce 1977 vytvořil planetu Tatooine, astrofyzici v kinech možná obdivovali vizuální efekty, ale z vědeckého hlediska se jen shovívavě usmívali.
Byli totiž přesvědčeni, že takový svět nemůže v reálném vesmíru nikdy vzniknout.
Dlouho jsme vůbec netušili, jak obrovskou a rozmanitou paletu planet naše galaxie ve skutečnosti skrývá. Předpoklad byl jasný: planety obíhající takzvaný binární systém (dvě hvězdy obíhající společné těžiště) by byly fyzikálně nestabilní. Vztah mezi třemi velkými tělesy je v nebeské mechanice notoricky známý jako neřešitelný chaos. Co však následovalo, když do vesmíru odstartovaly moderní observatoře s dokonalými senzory, nikdo nečekal. Zavedená dogmata padla jako domeček z karet.
Gravitační mlýnek na maso: Proč by dvě slunce měla planetu zničit?
Abychom pochopili, proč byl objev skutečné planety Tatooine takovým šokem, musíme si vysvětlit, proč by vlastně neměla existovat. Ve sluneční soustavě, jako je ta naše, panuje jasný řád. Uprostřed sedí masivní Slunce a planety kolem něj krouží v klidných, téměř kruhových drahách jako poslušní psi na vodítku.
Ale představte si, že místo jednoho klidného pána máte pány dva, kteří navíc zběsile tančí valčík kolem sebe.
Tento jev, označovaný jako „problém tří těles“, vytváří v prostoru smrtící gravitační mlýnek. Pokud by se v blízkosti těchto dvou hvězd pokusila zformovat mladá planeta, její oběžná dráha by byla okamžitě narušována obrovskými a neustále se měnícími gravitačními silami obou hvězd.
Z pohledu fyziky by pro takovou planetu existovaly jen dva pravděpodobné scénáře:
- Vyhození do mrazivé prázdnoty: Jedna z hvězd by planetu gravitačním prakem urychlila a vymrštila by ji ze systému pryč do mezihvězdného prostoru.
- Ohnivá zkáza: Kolísající oběžná dráha by planetu naopak navedla přímo do náruče jedné z hvězd, kde by se během okamžiku vypařila.
Dlouho jsme tak předpokládali, že by byl jakýkoliv zárodek planety v binárním systému roztrhán slapovými silami ještě předtím, než by se vůbec stačil spojit v pevnou kouli. Tyto takzvané „ostrovy nestability“ byly považovány za naprosto neobyvatelné zóny.
Astronomové věděli o existenci milionů dvojhvězd, ale planety u nich nehledali. Považovali to za ztrátu času. Pak se ale do tmy zahleděl vesmírný teleskop Kepler.
Seznamte se s Kepler-16b
Teleskop NASA jménem Kepler měl jediný úkol: nepřetržitě zírat na drobný výsek oblohy a sledovat jasnost více než 150 000 hvězd. Hledal nepatrná pohasnutí, která nastanou, když před hvězdou z našeho úhlu pohledu přejde planeta (tzv. tranzitní metoda).
V roce 2011 se tým vědců probíral daty z hvězdného systému vzdáleného asi 200 světelných let od Země. Viděli pravidelná obrovská pohasnutí jasnosti, což dávalo smysl – šlo o dvě hvězdy (jedna menší než naše Slunce, druhá drobný červený trpaslík), které se navzájem při oběhu zakrývaly. Jenže to nebylo zdaleka vše.
Analytik Laurance Doyle, vědec z Institutu SETI (Institutu pro hledání mimozemské inteligence), si v datech všiml něčeho neobvyklého. Kromě primárních a sekundárních zatmění hvězd samotných se v křivkách jasnosti objevovala další, velmi drobná a nepravidelná pohasnutí. Občas pohasla větší hvězda, občas ta menší.
Ve své přelomové studii Doyle a jeho tým prokázali absolutně neuvěřitelnou věc: Obě hvězdy naráz obíhala planeta. Světu byla oficiálně představena Kepler-16b – první nezpochybnitelná cirkumbinární planeta (planeta obíhající dvě hvězdy současně), jejíž existenci záhy potvrdila i sama NASA.
Dnes už víme, jak tento nemožný kousek příroda dokázala. Kepler-16b totiž obíhá dostatečně daleko od obou hvězd. Pokud by se přiblížila více, roztrhaly by ji síly, na které dnes upozorňují pokročilé modely zkoumající orbitální stabilitu pomocí umělé inteligence. Protože je ale planeta od středu bezpečně vzdálená, obě hvězdy na ni z této vzdálenosti působí v podstatě jako jeden společný gravitační bod.
Jak by vypadal život pod dvěma slunci?
Pokud si teď balíte kufry na slunečnou dovolenou, musíme vás trochu zklamat. Tady se realita s Hollywoodem rozchází. Kepler-16b není pouštní planeta vhodná k opalování. Jde o plynného obra podobného velikostí i hmotností našemu Saturnu. Tvoří ho mrazivá směsice plynu a hornin, přičemž povrchová teplota dosahuje zhruba −100 °C, protože obě jeho mateřské hvězdy jsou poměrně chladné.
Představme si ale na okamžik, že by Kepler-16b měla skalnatý měsíc, na kterém byste mohli stát. Co přesně byste viděli?
Obraz nebes by byl dynamickým, neustále se měnícím divadlem:
- Dva stíny za každé situace: Kamkoliv byste přes den šli, měli byste dva stíny. Pokud by se hvězdy od sebe na obloze vzdalovaly, vaše stíny by se rozšiřovaly.
- Západ slunce na pokračování: Byli byste svědky úkazu, který na Zemi neznáme. Jedno slunce (to jasnější a žlutější) by mohlo zapadnout za horizont, zatímco to druhé (menší a červené) by ještě hodiny osvětlovalo krajinu děsivým karmínovým přísvitem.
- Astrální zatmění: Jednou za čas by se na obloze menší červené slunce schovalo za větší žluté, což by způsobilo náhlé, ale znatelné ochlazení celého dne.
- Střídání ročních období na steroidech: Teplota na planetě se neustále radikálně mění nejen kvůli její oběžné dráze, ale i proto, že se samotné hvězdy v centru systému od ní neustále vzdalují a přibližují podle toho, jak rotují kolem sebe.
Dnes už víme, že planety se dvěma slunci nejsou ve vesmíru vzácnou anomálií. Od objevu Kepler-16b jsme jich našli další desítky. George Lucas ve svých filmech vytvořil vizuální zkratku pro „cizí, neznámý svět“. Možná ale netušil, že o pár desítek let později mu dá věda za pravdu. Vesmír má očividně mnohem bujnější fantazii než my – a to, co se dnes zdá být nemožné, pro něj představuje jen obyčejnou matematickou rutinu.
P.S.
Díky, že jste se mnou nahlédli na obzor se dvěma slunci, kde se právě přepisují dějiny astrofyziky! Pokud vás fascinuje představa, že se věda a sci-fi občas potkají v jedné křivce jasu z teleskopu Kepler, budu moc rád za vaši podporu. Symbolický příspěvek v ceně jedné kávy mi pomůže dál sledovat tyto nemožné světy a přinášet vám fakta, která berou dech.
