Nová exoplaneta HAT-P-30 b aneb mají horké hvězdy extravagantní dcery?

Kamery projektu HATNet v Arizoně.
Kamery projektu HATNet v Arizoně.

Projekt HATNet (Hungarian Automated Telescope Network), který disponuje kamerami na Havaji a v Arizoně, představil novou tranzitující exoplanetu. HAT-P-30 b je horkým Jupiterem se značně skloněnou rovinou oběžné dráhy. Čerstvý objev potvrzuje teorii, o které se šušká posledních několik měsíců. Podle dosavadních výsledků se zdá, že exoplanety s extrémním sklonem oběžné dráhy, obíhají okolo hmotnějších a teplejších hvězd.

 


 

HAT-P-30 b je na první pohled typickým nafouklým horkým Jupiterem. Poloměr exoplanety se odhaduje na 1,34 Jupiteru. Ze spektra mateřské hvězdy se podařilo odhadnout hmotnost planety na 0,71 Jupiteru. Hustota HAT-P-30 b je přibližně 370 kg/m3, což je sice asi 3,5x méně ve srovnání s Jupiterem. Pokud bychom zjištěnou hodnotu hustoty konfrontovali s jinými dosud objevenými horkými Jupitery, nejednalo by se o příliš netypický údaj.  Okolo své mateřské hvězdy obíhá HAT-P-30 b ve vzdálenosti 0,042 AU s periodou 2,81 dní.

 

Jestli se HAT-P-30 b něčím vryje do paměti lovců exoplanet, pak je to její  oběžná dráha. Teorie velí, že planeta by měla okolo své hvězdy obíhat přibližně v rovině, která je shodná s rovinou rovníku mateřské hvězdy. Tento předpoklad vychází z faktu, že hvězda i planeta vznikly s jednoho disku.

 

V poslední době jsme si však zvykli na objevy exoplanet, které toto pravidlo nerespektují a okolo svých sluncí obíhají pod velmi netradičním úhlem, který mnohdy překračuje hodnotu 90°, což znamená, že se exoplaneta pohybuje v opačném směru (retrográdně), než by dle teorie měla.

 

Rovina oběžné dráhy HAT-P-30 b je nakloněna o 73,5 ± 9°. Astronomy v této souvislosti zaujaly i parametry mateřské hvězdy. Ta má hmotnost a velikost asi o 20% větší ve srovnání se Sluncem. Povrchová teplota hvězdy se odhaduje na 6300 K.

 

V poslední době se objevují teorie, že exoplanety s netradičním sklonem roviny oběžné dráhy jsou typické především pro hvězdy s vyšší povrchovou teplotou (nad 6250 K). Přesné vysvětlení tohoto jevů zatím nemáme. Podle některých teorií by mohly být příčinou vzájemné interakce mezi hvězdou a planetou v době, kdy planeta migrovala směrem k hvězdě. Hmotné exoplanety jako Jupiter vznikají ve větších vzdálenostech od hvězdy a poté migrují směrem ke svému slunci. O přesné podobě následných vzájemných interakcí by mohla rozhodovat velikost konvektivní zóny hvězdy.  Teplejší hvězdy mají tenčí konvektivní zónu a naopak.

 

Schéma vlevo představuje situaci, kdy je rovina oběžné dráhy planety přibližně shodná s rovinou rovníku mateřské hvězdy. Pod obrázkem je vidět symetrickou křivku radiálních rychlostí. Obrázek vpravo zachycuje situaci, kdy je oběžná rovina exoplanety výrazně odlišná od roviny rovníku hvězdy. Křivka radiálních rychlostí je deformovaná. Modrá polokoule představuje část hvězdy, která se k nám vlivem rotace přibližuje, červená pak tu část, která se od nás vzdaluje. Zdroj: subarutelescope.org
Schéma vlevo představuje situaci, kdy je rovina oběžné dráhy planety přibližně shodná s rovinou rovníku mateřské hvězdy. Pod obrázkem je vidět symetrickou křivku radiálních rychlostí. Obrázek vpravo zachycuje situaci, kdy je oběžná rovina exoplanety výrazně odlišná od roviny rovníku hvězdy. Křivka radiálních rychlostí je deformovaná. Modrá polokoule představuje část hvězdy, která se k nám vlivem rotace přibližuje, červená pak tu část, která se od nás vzdaluje. Zdroj: subarutelescope.org

 

Sklon oběžné dráhy HAT-P-30 b byl zjištěn pomoci Rossiterova-McLaughlinova efektu. Astronomové získávají spektrum mateřské hvězdy v okamžiku, kdy planeta přechází před svou hvězdou. V případě HAT-P-30 b trvá tranzit před hvězdou asi 2,1 hodin. Exoplaneta nejdříve zakryje tu část disku hvězdy, která se k nám vlivem rotace hvězdy přibližuje (na obrázku výše je značena modrou barvou) a poté tu část, která se od nás vzdaluje (červená). Pokud není úhel mezi rovinou rovníku a rovinou oběžné dráhy nulový, je křivka radiálních rychlostí deformovaná (viz obrázek).

 

Zdroj: HAT-P-30b: A transiting hot Jupiter on a highly oblique orbit

 

 

 

 

 

www.novedalekohledy.cz