Kepler-65 aneb hvězdičko otřes se a poodhal tajemství svá!

www.novedalekohledy.cz
Oscilace různých typů hvězd. Zdroj: Kepler team
Oscilace různých typů hvězd. Zdroj: Kepler team

Astronomové prozkoumali planetární systém díky astroseismologii.

Poměrně často na našem webu zmiňujeme o planetách, které kolem svých hvězd obíhají po značně skloněné dráze. Jistě, pokud planeta před svou hvězdou přechází, máme jistotu, že rovina její oběžné dráhy směřuje k nám. Otázkou však zůstává, jak je skloněna samotná hvězda. Podle teorie by totiž oběžné roviny planet měly více méně kopírovat rovinu rovníku mateřské hvězdy. Je to díky tomu, že celý systém vznikl z disku prachu a plynu.

Jenomže řada planet obíhá kolem svých hvězd pod značně velkým úhlem. Doposavad se takto podařilo prozkoumat zejména horké Jupitery a jejich velké sklony drah se vysvětlují vlivem další planety či hvězdného průvodce nebo migrací planety. Astronomové měří sklony těchto planet díky mocné zbrani jménem Rossiterův-McLaughlinův efekt (RM efekt). Spektrum mateřské hvězdy se získá v okamžiku, kdy planeta přechází před svou hvězdou. Exoplaneta nejdříve zakryje tu část disku hvězdy, která se k nám vlivem rotace hvězdy přibližuje a poté tu část, která se od nás vzdaluje. Pokud není úhel mezi rovinou rovníku a rovinou oběžné dráhy nulový, je křivka radiálních rychlostí deformovaná.

Další možnost představuje pozorování tranzitu exoplanety „nad“ hvězdnou skvrnou. Obě metody se však hodí zejména pro obří planety s krátkou oběžnou dobou.

Poměrně novou příležitost nabízí astroseismologie. Vědci studují nepatrné změny jasnosti vyvolané oscilacemi hvězdy. Díky tomu lze zjistit velmi přesně parametry hvězdy, které mohou pomoci zpřesnit i velikost planety. Poloměr planety je totiž odvozen od velikosti hvězdy. Jednoduše řečeno si představme, že hvězda má určitý poloměr. Vzhledem k tomu, že pro účely tranzitu můžeme hvězdu považovat za kruh, spočítáme jeho plochu. Pokud dojde během tranzitu k poklesu jasnosti o 1% a plocha „kruhu“ je 100 (jedno čeho), pak „plocha“ kruhu planety je 1 a z toho snadno spočítáte poloměr planety.

Poloměr ale také hmotnost či dokonce stáří hvězdy lze spočítat právě z hvězdných oscilací. Stejně jako větší hudební nástroje udávají hlubší tón, mají větší hvězdy delší pulsy.

Jak ukazuje nová studie, astroseismologie umožňuje také zjistit sklon roviny oběžné dráhy planety vůči rovině rovníku hvězdy. Astroseismologická metoda přitom závisí pouze na parametrech hvězdy, nikoliv planety jako je tomu u RM efektu.

V nové studii provedli vědci analýzu dříve ohlášeného systému Kepler-50 (KOI-262) se dvěma planetami o poloměru 1,7 a 2,1 Země a potvrdili existenci tří planet v systému Kepler-65 (KOI-85).

Hvězda Kepler-65 (stejně jako Kepler-50) patří mezi hvězdy spektrální třídy F. Její poloměr je 1,4 Slunce a povrchová teplota 6200 K.

Okolo hvězdy pak obíhají tři planety o poloměrech 1,4; 2,6 a 1,5 Země a oběžnými dobami 2,15; 5,8 a 8,1 dní.

Ověření existence systémy bylo provedeno na základě několika testů. Doba tranzitů planet odpovídá situaci pro hvězdu s danou hustotou, planety „c“ a „d“ jsou blízko rezonanci (poměru oběžných dob) 7:5 a planeta „d“ vykazuje poměrně silné TTV (časování tranzitů – odchylka v časech tranzitů způsobena gravitací dalších planet), odpovídající očekávaným parametrům systému.

Výsledky astroseismologického výzkumu pak ukazují, že sklony rovin oběžných drah jsou u všech planet v obou systémech minimální.

Zdroj: Asteroseismic determination of obliquities of the exoplanet systems Kepler-50 and Kepler-65