Honba za druhou Zemí

O polovinu Nobelovy ceny za fyziku za rok 2019 se dělí objevitelé první exoplanety, astronomové Michel Mayor a Didier Queloz. Druhou polovinu ceny dostal John Peebles za teoretické objevy ve fyzikální kosmologii.

Cizí světy v nás vzbuzují zvědavost, protože můžeme snít o tom, jak vypadají, jakou barvu má jejich obloha anebo zda je obývají živí tvorové. I proto je Nobelova cena za fyziku v roce 2019 lehce pochopitelná pro širokou veřejnost. Nejedná se o žádné složité rovnice, ale o téma, které se dotýká alespoň trochu každého z nás. Objev první exoplanety, tedy planety obíhající vzdálenou hvězdu, byl v roce 1995 skutečně unikátní, rozhýbal moderní astronomii a umožnil vznik nového oboru zabývajícího se výzkumem exoplanet. Proč byl tento objev švýcarských astronomů Michela Mayora a Didiera Queloze (obr. 1) tak významný?

Držitelé Nobelovy ceny za fyziku v roce 2019: John Peebles (vlevo), Michel Mayor (uprostřed) a Didier Queloz (vpravo).© Nobel Media 2019, kresby Niklas Elmehed

Objevování exoplanet pomocí radiálních rychlostí

Vraťme se do padesátých let 20. století. Americký astronom ruského původu Otto Struve právě vypočítal, že pozorovat exoplanetu by mělo být možné i s přístroji, které už v té době existovaly. Struve spočítal, že planeta s podobnou velikostí jako Jupiter, tedy stejně hmotná a stejně vzdálená jako Jupiter od hvězdy podobné Slunci, by způsobila pohyb této hvězdy směrem k nám a od nás s rychlostí až 12 metrů za sekundu. To je rychlost jen o trochu větší než rychlost lidské chůze.

Ale co to znamená, že se k nám hvězda přibližuje a vzdaluje se od nás, proč tomu tak je a jaký vliv na to má planeta, která hvězdu obíhá? Pokud by hvězda byla bez planety, pak by se otáčela pouze kolem své osy, případně by se ještě pohybovala galaxií. Jestliže kolem hvězdy obíhá další těleso, společný střed hmotností těchto dvou těles se bude nacházet mimo střed hvězdy, ale jak moc mimo, bude záležet na parametrech druhého tělesa. Hvězda tak bude ještě obíhat kolem středu hmotností celé soustavy a tento pohyb lze zaznamenat. Pokud se hvězda bude pohybovat rychlostí řádově do stovek metrů za sekundu, je celkem jisté, že druhé těleso je planeta. Pokud by byl pohyb hvězdy rychlejší, druhé těleso by byla zřejmě „pouze“ další hvězda.