KOI-196.01 versus nejtemnější z exoplanet

Exoplaneta TrES-2 b v představách malíře. Credit: David A. Aguilar (CfA).
Exoplaneta TrES-2 b v představách malíře. Credit: David A. Aguilar (CfA).

Po celém světě se jako lavina šíří články o objevu nejtemnější exoplanety. Když pomineme, že objevena nebyla, ale došlo pouze ke změření albeda (množství záření, které exoplaneta odráží), tak je to samozřejmě zajímavý a významný objev avšak ruku na srdce… do médií se dostal hlavně díky své atraktivnosti. Pojmy jako „nejtemnější exoplaneta“ nebo „exoplaneta temnější než uhlí“ zní dobře, ať už znamenají cokoliv a dospělo se k nim jakkoliv. O objevu jsme psali před pár dny v samostatném článku, nyní už nezbývá nic jiného než snad pogratulovat Davidu Kippingovi, který je hlavním autorem studie. Tento mladý astronom je mimochodem jinak vnímán hlavně coby odborník na exoměsíce (nikdo se jim na světě nevěnuje ani zdaleka tolik jako on). Takže doufáme, že se už brzy vyplní jeho předpověď o brzkém objevu prvního měsíce exoplanety, kterou nastínil před časem v rozhovoru pro náš web.

 


V kontextu pozorování exoplanety TrES-2 b trochu zapadl objev z opačného konce spektra. Evropským astronomům se podařilo potvrdit existenci exoplanety s poměrně netypicky vysokým albedem. I tentokrát je za vším kosmický dalekohled Kepler a jeho bystré fotometrické oko.

 

Každý, kdo má na dvorku alespoň několikametrový dalekohled osazený špičkovým spektrografem, se nyní intenzivně pouští do ověřování kandidátů, které objevil kosmický dalekohled Kepler. Žel podobných „dvorků“ je jen hrstka a práce hodně, i když velká část z 1235 dosud objevených kandidátů není současným spektrografům dostupná. Ověření kandidáti, kteří jsou přetavení do potvrzené exoplanety, však postupně přibývají.

 

Jedním z novějších přírůstků je KOI-196.01 (KIC 9410930). Jedná se o exoplanetu z kategorie horkých Jupiterů. Tyto obří plynné světy obíhají velmi blízko svých mateřských hvězd a mají tendenci se nafukovat do téměř obludných rozměrů. Fyzikálním důsledkem je pak velmi nízká hustota těchto exoplanet. Obecně se předpokládá, že velikost planety závisí na počátečních podmínkách (metalicitě hvězdy) neboli množství prvků těžších než hélium v mlhovině, ze které se planeta zformovala, dále na teplotě atmosféry, jádru (plynné planety mohou mít masivní jádro ale také nemusí mít žádné) apod. Kromě „super řídkých“ exoplanet (například WASP-17 b má hustotu jen 0,06 ρj, což je asi 80 kg/m3) známé i horké Jupitery s vyšší hustotou.

 

Z dat Keplera se podařilo odhadnout poloměr planety na 0,841 Jupiteru. Hmotnost pak dodal spektrograf SOPHIE (nástupce legendárního ELODIE, který stál za objevem první exoplanety). KOI-196.01 má mít hmotnost 0,49 Jupiteru, což dává hustotu asi 1000 kg/m3.

 

Kepler je tahounem oboru. V grafu vidíme počet odborných článků za poslední období, které vycházejí z dat Keplera. Růžově jsou články od týmu Keplera, modře od ostatní odborné komunity. Credit: NASA
Kepler je tahounem oboru. V grafu vidíme počet odborných článků za poslední období, které vycházejí z dat Keplera. Růžově jsou články od týmu Keplera, modře od ostatní odborné komunity. Credit: NASA

 

Velká hustota nebo chcete li malý poloměr KOI-196.01 je poměrně neobvyklý, pokud uvážíme, že okolo hvězdy podobné Slunci obíhá planeta ve vzdálenosti jen 0,029 AU s periodou 1,85 dní. V podobných regionech mají horcí Jupiteři tendenci se nafukovat. Astronomové dodnes nalezli kromě KOI-196.01 jen jednoho horkého Jupitera s oběžnou dobou menší než 3 dny a poloměrem menším než 1 Jupiter – jedná se o  HD149026 b. Také mezi 1235 kandidáty od Keplera podobných (zatím nepotvrzených) planet moc nenajdeme – všeho všudy jen šest o poloměru 0,5 až 0,9 Jupiteru a takto krátké oběžné době (kromě KOI-196.01 jde o KOI-102.01, KOI-183.01, KOI-356.01, KOI-801.01 a KOI-883.01). V tomto případě se nemůžeme vyplouvat na observační problémy, neboť hmotné exoplanety s krátkou oběžnou dobou se hledají nejlépe.

 

KOI-196.01 nepatří mezi nafouknuté horké Jupitery pravděpodobně díky svému vysokému albedu. Astronomové zjistili, že planeta odráží asi 30% záření, které dostává od své mateřské hvězdy. V případě horkých Jupiterů je albedo obvykle okolo 10%. Údaj byl změřen stejným způsobem jako tomu bylo u „nejtemnější exoplanety“ TrES-2 b. Jak exoplaneta obíhá okolo své hvězdy, odráží směrem k nám různé množství světla (analogie s fázemi Měsíce), takže  od systému hvězda + planeta průběžně přichází různé množství záření, což se projevuje ve světelné křivce hvězdy (grafu závislosti jasnosti na čase). Problémem je, že podobný jev může způsobit i tepelná emise, avšak autoři studie se domnívají, že v tomto případě s největší pravděpodobností skutečně pozorují odražené světlo mateřské hvězdy.

 

Důvod vysokého albeda není přesně znám, klíčem bude patrně složení atmosféry, která dost možná postrádá sodík a draslík, kteří jsou pro tyto planety typické a stojí obvykle za nižším albedem. Pokud je údaj o albedu správný, měla by teplota exoplanety na denní straně dosahovat 1930 K.

 

Zdroj: SOPHIE velocimetry of Kepler transit candidates IV. KOI-196b: a non-inflated hot-Jupiter with a high albedo

 

 

www.novedalekohledy.cz