Planeta GJ 3090 b obíhá pozpátku. Je to první takový případ u červeného trpaslíka

Ve Sluneční soustavě obíhají všechny planety kolem Slunce stejným směrem, jakým se Slunce otáčí. U exoplanety GJ 3090 b je to naopak. Mezinárodní tým vedený Ženevskou univerzitou zjistil, že tato planeta krouží kolem své hvězdy proti směru její rotace. Výsledky oznámila Ženevská univerzita 21. září 2026. Studie publikovaná v časopise Astronomy & Astrophysics popisuje vůbec první takzvaně retrográdní planetu objevenou u červeného trpaslíka.

Co astronomové zjistili

GJ 3090 b objevil vesmírný dalekohled TESS, který hledá planety podle nepatrného poklesu jasu hvězdy při přechodu planety před jejím kotoučem. Planeta má zhruba 2,2násobek poloměru a 4,5násobek hmotnosti Země, patří tedy mezi sub-Neptuny, tělesa na pomezí velkých kamenných planet a menších plynných světů. Svou hvězdu oběhne zhruba za 2,9 dne. V soustavě je potvrzená také planeta s oběžnou dobou asi 16 dní. Další těleso s periodou kolem 13 dní je zatím kandidátem.

Klíčové měření pochází z infračerveného spektrografu NIRPS na 3,6metrovém dalekohledu Evropské jižní observatoře na chilské observatoři La Silla. Tým pozoroval šest přechodů planety přístrojem NIRPS, čtyři z nich současně i spektrografem HARPS. Celkem získal 193 spekter během zhruba 23 hodin. Pro konečné společné modelování ale použil pouze pět přechodů z NIRPS. Jeden přechod s horší kvalitou dat a měření HARPS s méně přesnými výsledky do něj nezařadil. Úhel mezi osou oběhu planety a osou rotace hvězdy vychází asi na 136 stupňů, s uváděnou nejistotou +24 a −18 stupňů. Osou oběhu se zde rozumí orientovaná kolmice k rovině dráhy, jejíž směr určuje pohyb planety. Úhel větší než 90 stupňů odpovídá retrográdnímu oběhu.

Planeta není jen nakloněná vůči své hvězdě, obíhá v opačném směru.

Andrew Winter, Queen Mary University of London (volný překlad)

Jak se dá poznat, kterým směrem planeta obíhá

Planetu samotnou nikdo neviděl. Směr jejího oběhu prozradilo světlo hvězdy. Rotující hvězda se jednou stranou k nám přibližuje a druhou vzdaluje, takže světlo jedné poloviny je nepatrně posunuté k modré a druhé k červené. Když planeta při přechodu zakryje kousek kotouče, z celkového spektra na chvíli ubude světlo právě z toho místa. Podle toho, zda planeta nejdřív zakrývá přibližující se, nebo vzdalující se stranu, astronomové poznají, kudy putuje. Tomuto jevu se říká Rossiterův-McLaughlinův efekt.

U tak malé planety a slabé hvězdy je signál mimořádně drobný. Tým proto použil techniku RM revolutions, která z pozorování vyčlení spektrum přesně té části hvězdy, kterou planeta právě zakrývá. Pomohlo i to, že NIRPS pracuje v infračerveném oboru, kde červení trpaslíci září nejvíc. Připomíná to sledování vlaku v noci podle toho, která okna na protější stěně právě zhasínají.

Proč je obrácená dráha takové překvapení

Ve standardním scénáři vznikají planety v disku plynu a prachu, který se otáčí stejným směrem jako mladá hvězda. Očekává se proto, že jejich dráhy budou přibližně zarovnané s rovníkem hvězdy a oběh bude souhlasný s její rotací. Řada známých exoplanet se však od tohoto uspořádání výrazně odchyluje. Studie srovnává GJ 3090 s pěti dříve známými víceplanetárními soustavami, v nichž má některá planeta výrazně vychýlenou dráhu. Ve všech pěti případech je znám hmotný vnější planetární nebo hvězdný průvodce, jehož gravitace mohla uspořádání ovlivnit.

U GJ 3090 astronomové důkaz takového hmotného průvodce nenašli. Pozorování ovšem nevylučují všechny možné průvodce na libovolné dráze. Autoři proto upřednostňují hypotézu, že neobvyklá orientace vznikla už při formování soustavy. Hvězda mohla získat druhý disk z nového materiálu s jiným směrem otáčení. Planety se v něm mohly zformovat a poté migrovat blíže ke hvězdě. Jde o navržené vysvětlení, které bude potřeba dál ověřovat. Jiný příklad vzniku planety v prachovém disku představuje mladá planeta, která stále roste v soustavě Elias 2-24.

GJ 3090 b přitom není neznámý svět. Už dříve ji sledoval Webbův dalekohled, který v jejím okolí zachytil unikající helium a naznačil atmosféru bohatou na těžší prvky. Planeta je navíc horká, s rovnovážnou teplotou kolem 700 kelvinů. Obrácená dráha teď přidává další dílek do jejího životopisu.

Co bude dál

Objev je zatím ojedinělý a jedna planeta nestačí na obecné závěry. Důležité je ale, že měření vůbec šlo provést. Podle autorů ukazuje, že infračervená spektroskopie dokáže určit orientaci drah i u malých planet kolem málo hmotných hvězd, které byly dosud pro taková měření příliš slabé. Červení trpaslíci jsou přitom oblíbeným cílem hledání planet, takže dalších podobných měření by mělo přibývat. Teprve větší vzorek ukáže, zda je obrácená dráha GJ 3090 b vzácnou výjimkou, nebo stopou po běžnějším způsobu vzniku planet.