Exoplanety šibalky

Simulace exoplanety HD 80606b
Simulace exoplanety HD 80606b
Na škole nás učili, že planety obíhají kolem Slunce po eliptických drahách, v jejichž jednom společném ohnisku je Slunce. Tyto dráhy jsou jen málo odlišné od kružnic. Astronomové a matematici to popisují pomocí tzv. výstřednosti (excentricity) dráhy. Označuje se písmenech „e“ a nabývá hodnot od 0 do 1. Pokud e = 0, je oběžná dráha planety přesně kruhová. Čím více se hodnota e blíží k 1, tím více se oběžná dráha podobá elipse a je protáhlejší. U planet Sluneční soustavy jsme zvyklí, že jejich dráhy jsou spíše kruhové. Už první objevy exoplanet ale ukázaly, že ve vesmíru to rozhodně nebude pravidlem.


 

Pro představu bychom si měli nejprve uvést výstřednost drah jednotlivých planet Sluneční soustavy.

 

Planeta

e
Merkur

0,205
Venuše

0,006
Země

0,016
Mars

0,093
Jupiter

0,048
Saturn

0,054
Uran

0,047
Neptun

0,008

 

Tělesa s velkou výstředností rozhodně nejsou ve Sluneční soustavě výjimečná. Po dosti protáhlých eliptických drahách se pohybují například komety. Zatímco u planet v naší Sluneční soustavě jsme zvyklí, že mají téměř kruhové dráhy. U dosud objevených exoplanet jsme si museli naopak. Pro představu si uveďme několik statistik:

 

V katalogu na exoplanet.eu/catalog.php je dnes 353 exoplanet.

 

Z tohoto počtu je výstřednost dráhy uvedena u 344 exoplanet a z toho:

  • 148 exoplanet (43%) má výstřednost větší než 0,2
  • 99 exoplanet (29%) má výstřednost větší než 0,3
  • 62 exoplanet (18%) má výstřednost větší než 0,5
  • 37 exoplanet (11%) má výstřednost větší než 0,6
  • 11 exoplanet (3,2%) má výstřednost větší než 0,7
  • 5 exoplanet má (1,5%) výstřednost větší než 0,8
  • 4 exoplanety mají (1,2%) výstřednost větší než 0,9

 

Aby to ale nebyla jen suchá čísla, tak si uvedeme několik konkrétních příkladů exoplanet s velmi protáhlými eliptickými drahami. Slavná Planetární společnost nedávno spustila svůj katalog, který kromě základních údajů o exoplanetách nabízí i animace jejich oběžných drah.

 

Název exoplanety: HD 20782 b
Výstřednost dráhy: 0,97
Hmotnost: 1,9 Mj
Doba oběhu: 591 dní
Velká poloosa dráhy: 1,38 AU

 

HD 20782 b byla objevena v březnu 2006. Hmotnost planety se odhaduje na přibližně 2 Jupitery a okolo své hvězdy oběhne jednou za 591 dní ve vzdálenosti 1,38 AU. Nejblíže se ke svému slunci dostane na vzdálenost jen 0,102 AU a nejdále pak na vzdálenost 2,62 AU. Mateřskou hvězdu najdeme ve vzdálenosti asi 117 světelných let daleko směrem v souhvězdí Pec. Ke konci roku 2008 se nicméně objevila studie, podle které má planeta hmotnost jen 0,73 Mj, e = 0,57 a oběžnou dobu 578 dní.

 

Animace dráhy exoplanety HD 20782 b. Zdroj: Planetary Society
Animace dráhy exoplanety HD 20782 b. Zdroj: Planetary Society

 

 

Název exoplanety: HD 80606 b
Výstřednost dráhy: 0,94
Hmotnost: 3,94 Mj
Doba oběhu: 111 dní
Velká poloosa dráhy: 0,45 AU

 

HD 80606 b je další známou exoplanetou s velkou výstředností oběžné dráhy. Na rozdíl od výše uvedené kolegyně, je HD 80606 b opravdovou celebritou, která najedenkrát vzbudila pozornost astronomických webů a časopisů. Také na exoplanety.cz jsme HD 80606 b už mnohokrát zmínili. Exoplanetu pozoroval kosmický dalekohled Spitzer v infračervené části spektra a zjistil, že teplota atmosféry se během pouhých šesti hodin zvýšila z 500° na více než 1 200°C, tedy o neuvěřitelných 700°C!

 

Exoplanetu HD 80606b objevil v roce 2001 tým pod vedením Dominique Naefa z Ženevské observatoře pomoci metody měření radiálních rychlostí. Exoplaneta svou oběžnou drahou připomíná spíše kometu než planetu. Její dráha se mění v rozmezí 0,03 až 0,85 AU (= astronomické jednotky, střední vzdálenosti Slunce – Země). Okolo své mateřské hvězdy oběhne HD 80606b jednou za 111 dní. Mateřská hvězda HD 80606 se nachází ve vzdálenosti asi 190 světelných let směrem v souhvězdí Velké Medvědice a je součástí binárního systému. Díky její jasnosti (cca 9 mag) je dostupná i menším dalekohledem. V únoru 2009 se astronomům podařilo pozorovat také tranzit exoplanety HD 80606b před svou hvězdou.

 

Animace dráhy exoplanety HD 80606 b. Zdroj: Planetary Society
Animace dráhy exoplanety HD 80606 b. Zdroj: Planetary Society

 

 

Název exoplanety: HD 4113 b
Výstřednost dráhy: 0,90
Hmotnost: 1,56 Mj
Doba oběhu: 526 dní
Velká poloosa dráhy: 1,28 AU

 

Exoplaneta HD 4113 b o hmotnosti asi 1,5 Jupiteru obíhá okolo svého slunce s periodou 526 dní. Její dráha se mění v rozmezí 0,124 až 2,44 AU. Mateřskou hvězdu najdeme v souhvězdí Sochaře ve vzdálenosti asi 144 světelných let. Exoplaneta byla objevena v roce 2007.

 

Animace dráhy exoplanety HD 4113 b. Zdroj: Planetary Society
Animace dráhy exoplanety HD 4113 b. Zdroj: Planetary Society

 

 

Na animacích je velmi dobře patrné, že rychlost exoplanety na její oběžné dráze není konstantní. Nejvyšší rychlost má v době, kdy se nachází nejblíže svému slunci. Je to důsledek 2. Keplerova zákona.

 

Zdroj: