Ups And b: Exoplaneta v žáru noci a ztracený horký pucflek

Vyhledávací mapka pro hvězdu ups And v souhvězdí Andromedy. Zdroj: www.solstation.com/stars2/ups-and.htm
Vyhledávací mapka pro hvězdu ups And v souhvězdí Andromedy. Zdroj: www.solstation.com/stars2/ups-and.htm

Planetární systém u hvězdy Upsilon Andromedae patří k veteránům exoplanetárního výzkumu. První exoplaneta ups And b byla u hvězdy objevena už v roce 1996. Další dva přírůstky přibyly v roce 1999. Právě ups And c a ups And d byly v posledních letech vděčným cílem pozorování pozemských a kosmických dalekohledů i tématem vědeckých konferencí. Sklon oběžných drah obou planet je totiž více než netypický (viz náš článek z května letošního roku). Kosmický dalekohled Spitzer se však nyní zaměřil na jejich sestru ups And b.

 



Stará známá

 

Exoplaneta ups And b byla objevena americkými astronomy Geoffrey Marcym a Paulem Butlerem v roce 1996. Podle odhadů se mělo jednat o typického horkého Jupitera o hmotnosti 0,7 Mj, který obíhá okolo svého slunce ve vzdálenosti 0,059 AU s periodou 4,6 dní. Ups And b byla odhalena metodou měření radiálních rychlostí a nevykonává tranzity. Díky neznalosti sklonu oběžné dráhy měli astronomové k dispozici pouze spodní odhad hmotnosti. V jedné z nových studií však E. K. Simpson a jeho kolegové odhadli sklon oběžné roviny na 58°, což by potvrzovalo hmotnost exoplanety okolo 0,7 Jupiteru, respektive mezi 0,7 až 1 Jupiterem.

 

Exoplaneta obíhá okolo své mateřské hvězdy 17x blíže než Země okolo Slunce s periodou jen něco málo přes 4 dny. Nikoho proto nepřekvapí, že ups And b bude mít vázanou rotaci, což znamená, že se okolo své osy otočí za stejnou dobu, za jakou oběhne okolo své hvězdy (cca 4,62 dní). Exoplaneta je tak k hvězdě nakloněna stále stejnou stranou.

 

Teplotní mapa z roku 2006

 

V říjnu 2006 byla zveřejněna studie, kterou vedl Joe Harrington (University of Central Florida). Na základě pozorování kosmického dalekohledu Spitzer byla sestavena teplotní mapa ups And b. Dalekohled měl stiženou situaci díky faktu, že exoplaneta před svou hvězdou netranzituje. Ačkoliv Spitzer planetární svět neviděl, dokázal se s touto situací poprat. Měřil totiž „celkové množství“ infračerveného záření, přicházející od systému hvězda + planeta během oběhu exoplanety okolo hvězdy.

 

Exoplaneta ups And b v představách malíře. Nejteplejší místo („horká skvrna“) se podle pozorování kosmického dalekohledu Spitzer nachází na nečekaném místě. Credit: NASA/JPL-Caltech.
Exoplaneta ups And b v představách malíře. Nejteplejší místo („horká skvrna“) se podle pozorování kosmického dalekohledu Spitzer nachází na nečekaném místě. Credit: NASA/JPL-Caltech.

 

Z tehdejších měření vyplývá, že rozdíl mezi denní a noční stranou exoplanety činí vražedných 1 400°C. Přesněji: denní strana bude rozpálena na 1 400 až 1 650°C, zatímco na noční straně se teplota pohybuje okolo -20 až 230°C.

 

Spitzer se vrací na místo činu

 

V roce 2009 pozoroval kosmický dalekohled Spitzer exoplanetu ups And b znovu. Harrington a jeho kolegové z USA a Velké Británie se tentokrát snažili stejným postupem nalézt v atmosféře exoplanety nejteplejší místo. Logicky bychom předpokládali, že díky vázané rotaci bude nejteplejší místo přímo naproti mateřské hvězdě. Teoretické modely i některá dřívejší pozorování jiných exoplanet však ukazují, že „horká skvrna“ je vůči tomuto místu posunuta o přibližně 20 až 30°. V úvahu totiž musíme brát vliv velmi silného větru, který je pro horké Jupitery typický. Větrné proudy se snaží srovnat propastný rozdíl mezi teplotou na denní a noční straně. Nejedná se přitom o žádný slabý vánek. Například v atmosféře exoplanety HD 209458 b dosahuje rychlost větru až 10 000 km/h!

 

 

Nejnovější data z infračerveného dalekohledu Spitzer však astronomy mírně řečeno šokovala. Horká skrvna je totiž podle výsledků posunuta o plných 80°! Jinými slovy: nejteplejší místo na exoplanetě není naproti hvězdy (nebo v okolí tohoto místa) ale na „boční straně“ exoplanety. Zda se jedná o špatnou interpretaci dat nebo je problém v teoretických modelech ukáže až další výzkum nejen ups And b ale i dalších horkých Jupiterů. Výsledky pozorování Spitzerova dalekohledu nám však ukazují, že exoplanety mají v rukávu ještě nejedno šokující překvapení.

 

Poznámka k mateřské hvězdě:

 

Ups And je ve skutečnosti dvojhvězdou, nacházející se necelých 44 světelných let daleko. Hlavní složkou je hvězda ups And A, která je spektrální třídy F (nažloutlý trpaslík), má hmotnost 1,3 Slunce a poloměr 1,6 Slunce. Díky své jasnosti asi 4 mag je poměrně dobře viditelná i pouhým okem. V roce 2002 byl objeven její průvodce, kterým je červený trpaslík ups And B, nacházející se ve vzdálenosti 750 AU.

 

Zdroje:

 

 

 

www.novedalekohledy.cz