U jiných hvězd jsou superZemě běžné, u Slunce chybí. Nový model říká, že jednu mohlo Slunce pohltit a promíchat s vlastním nitrem

Turecký astrofyzik Mutlu Yıldız spočítal, že mladé Slunce mohlo spolknout skalnatou planetu o hmotnosti asi 5,6 Země. Její zbytky by dnes ležely hluboko pod povrchem hvězdy.

Zdroj fotografie: Pixabay

Představte si Sluneční soustavu před zhruba 4,6 miliardy let: kolem žhavé hvězdy krouží disk plynu a prachu a v jeho nejvnitřnějším lemu, ještě blíž, než dnes obíhá Merkur, se formuje kompaktní kamenný svět několikanásobně hmotnější než Země. Pak se začne stáčet dovnitř, až se ponoří do Slunce. Tuto scénu rekonstruuje nový model Mutlu Yıldıze z katedry astronomie a kosmických věd Egejské univerzity v Izmiru, publikovaný v roce 2026 v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Yıldız netvrdí, že ztracenou planetu někdo spatřil. Ukazuje však, že kdyby se pohlcení odehrálo, jeho otisk by mohl objasnit několik záhad, s nimiž si standardní modely Slunce desítky let nevědí rady. A zároveň by vysvětlil, proč naší soustavě schází typ planety, který je jinde v Galaxii doslova všední.

SuperZemě: nejběžnější typ planety, který u nás chybí

Termín superZemě zní jako slib obyvatelného ráje, ve skutečnosti je však čistě rozměrový. NASA tak označuje planety větší a hmotnější než Země, ale menší a lehčí než Neptun. V jedné ze svých typologií uvádí rozmezí přibližně 2 až 10 hmotností Země. Takové těleso může být skalnatý balvan, vodní svět nebo planeta zahalená hustou atmosférou.

Klíčovou roli hraje takzvané údolí poloměrů, známé také jako Fultonova mezera. Kolem 1,5 až 2 poloměrů Země se rozhoduje, zda si planeta udrží obálku z vodíku a helia a stane se mini-Neptunem, nebo zůstane převážně kamenná. Právě v tomhle přechodovém pásmu se mezi exoplanetami tísní obrovské množství nálezů a superZemě patří podle NASA k nejčastějším dosud objeveným světům.

Typická planetární soustava u cizí hvězdy proto vypadá jinak než ta naše. Astronomové Konstantin Batygin a Gregory Laughlin upozorňují, že mnohé systémy mají planety s oběžnou dobou v řádu dnů až měsíců a hmotností výrazně převyšující Zemi. Ukázkovým příkladem je natěsno sbalená soustava Kepler-11. Naše vnitřní hranice vypadá oproti tomu skoro prázdně: Merkur obíhá ve vzdálenosti asi 58 milionů kilometrů a jeden oběh mu trvá 88 dní. Vnitřní oblast je hmotnostně chudá a mezi Zemí a Neptunem zeje mezera. Chybějící článek řetězu.

Co ve Slunci nesedí: rychlost zvuku, hranice konvekce a lithium

Slunce zkoumají astrofyzici nejen dalekohledy, ale i „sluchem“. Helioseismologie měří jemné oscilace slunečního povrchu a z nich odvozuje, jak se nitrem šíří zvukové vlny. Výsledkem je mapa vnitřní stavby hvězdy, a ta se s teoretickými výpočty dlouhodobě rozchází. Standardní modely mají potíž současně trefit profil rychlosti zvuku těsně pod konvektivní zónou, hloubku samotné konvektivní zóny i povrchové složení, včetně záhadně nízkého obsahu lithia.

Yıldız sáhl po vývojovém kódu MESA a otestoval, co by se stalo, kdyby mladé Slunce ještě před vstupem na hlavní posloupnost přijalo dávku materiálu bohatého na těžké prvky, tedy rozdrcenou planetu. Podle modelu může kompaktní skalnaté těleso projít konvektivní obálkou jen s nepatrnou ztrátou hmoty. Rozpuštěná hmota se následně neroztrousí po celé hvězdě rovnoměrně, ale usadí se pod konvektivní zónou, zhruba v pásmu mezi 0,96 a 0,973 hmotnosti Slunce.

Tamní vrstva obohacená o „kovy“, jak astronomové souhrnně nazývají prvky těžší než helium, mění opacitu, tedy propustnost pro záření, a tím i vnitřní rozvrstvení hvězdy. Modelované Slunce se pak k helioseismologickým datům přibližuje znatelně lépe.

Nejpřesvědčivěji vyšla varianta s označením DD1020, kombinující pohlcení planety s turbulentním mísením. Hypotetický ztracený svět autor v práci pojmenoval Dev Dilek. Nejlepší shoda připadá na materiál odpovídající zhruba 5,6 Země, příbuzné úspěšné modely se pohybují v rozmezí 5 až 10 Zemí. Lithium přidává další, užší vodítko: pozorované ochuzení se podaří zreprodukovat, pokud byla pohlcená hmota na lithium chudá a vážila asi 4,6 až 5,8 Země.

Podstatná je i kontrolní část studie. Yıldız zkoušel záhady vysvětlit bez planety, jen úpravou mísicí délky nebo přidáním turbulentního mísení. Takové modely se zlepšily pouze částečně. Planetární materiál tedy do rovnic nevstupuje jako další libovolný parametr, ale jako ingredience, bez níž se výsledky nesložily. Podrobnosti nabízí záznam studie v repozitáři Egejské univerzity.

Jupiter jako uklízeč, Slunce jako hrob

Myšlenka, že vnitřní soustava kdysi hostila generaci planet, které zmizely, se neobjevila poprvé. V roce 2015 Batygin a Laughlin představili scénář, v němž hlavní roli sehrál Jupiter. Během takzvaného Grand Tacku měl obr migrovat dovnitř přibližně na 225 milionů kilometrů od Slunce a pak se obrátit zpět ven. Cestou zachytil planetesimály do rezonancí, rozpoutal kolizní kaskádu a případné vnitřní superZemě nasměroval přímo do hvězdy. Celou argumentaci rozebírá jejich práce na arXiv.

Oba scénáře se navzájem doplňují, každý ovšem odpovídá na jinou otázku. Jupiterova hypotéza vysvětluje architekturu soustavy: proč jsou vnitřní planety lehké a proč nic neobíhá blíž než Merkur. Yıldızův model řeší, co by po takové katastrofě zbylo uvnitř Slunce, tedy rychlost zvuku, hloubku konvektivní zóny, povrchovou chemii a lithium. Podle nás právě tohle rozlišení dodává novince váhu. Jupiter popisuje vraždu, Slunce může uchovávat tělo.

Zpráva Královské astronomické společnosti k nové práci připomíná také dřívější výzkumy, podle nichž mohly superZemě vznikat uvnitř dráhy Merkuru a postupně putovat dovnitř, poháněny interakcí s plynem disku. Ať už byl spouštěčem Jupiter, nebo samotný disk, výsledek by vypadal podobně: planeta končí ve Slunci a vnitřní soustava se vyprázdní.

Pro představu o našem původu z toho plyne zajímavý důsledek. Pokud se pohlcení skutečně stalo, Země by patřila až k pozdější, chudší generaci vnitřních těles, poskládané ze zbytků po dramatickém přeuspořádání. Sluneční soustava by pak nepřipomínala ani tak učebnicový vzor jako spíš systém, který v mládí přišel o nejběžnější druh planety v Galaxii.

Obava, že by něco podobného hrozilo Zemi dnes, je lichá. Scénář se týká mladé hvězdy a planet v její těsné blízkosti. Jiné nebezpečí přijde až zhruba za 5 miliard let, kdy podle NASA Slunci začne docházet vodík a hvězda se nafoukne v rudého obra, jehož vnější vrstvy mohou Zemi pohltit. To je však samostatná kapitola stárnutí hvězdy.

Jak hledat otisk pohlcené planety: helioseismologie a mise PLATO

Sám Yıldız ve vyjádření pro Královskou astronomickou společnost přiznává, že definitivní důkaz nemusí být vůbec dosažitelný. Kdyby však nezávislá měření našla předpovězený strukturní a chemický podpis, považoval by to za silný argument pro dávné pohlcení. Model totiž nabízí konkrétní terč. Přesnější helioseismologické inverze by měly v profilu rychlosti zvuku a na rozhraní u báze konvektivní zóny odhalit lokalizovanou vrstvu těžkých prvků přesně předpovězeného tvaru. Pokud tam nebude, hypotéza ztratí na síle. Pokud se ukáže, ztracená superZemě získá nejpádnější oporu, jakou si lze od hvězdy vzdálené 150 milionů kilometrů přát.

Česká astronomie se tématu dotýká ze dvou stran. Sluneční oddělení Astronomického ústavu AV ČR se věnuje i helioseismologii a výzkumu slunečního nitra. Tamní exoplanetární skupina měří radiální rychlosti kandidátů na exoplanety, sleduje jejich atmosféry a podílí se na přípravě evropské mise PLATO, kam Česko dodává hardware, software i vědeckou interpretaci dat, včetně pozemního spektrografu PLATOSpec. Samotný otisk ve Slunci z tuzemské observatoře změřit nepůjde, ale širší statistika soustav u hvězd podobných Slunci se bez českých rukou neobejde.

Právě mise PLATO by mohla ukázat, jak výjimečná naše soustava doopravdy je. Podle ESA má sonda odstartovat v dubnu 2027 na raketě Ariane 6, zamířit do Lagrangeova bodu L2 a s 26 kamerami sledovat přes 200 tisíc hvězd. Kromě planet bude měřit i oscilace samotných hvězd, tedy stejný typ signálu, z něhož Yıldız vyčetl možný hrob Dev Dileku.