Okolo každé dvousté hvězdy obíhá ultrarychlá planeta

www.novedalekohledy.cz
Exoplaneta s krátkou oběžnou dobou v představách malíře. Credit: NASA
Exoplaneta s krátkou oběžnou dobou v představách malíře. Credit: NASA

Existují planety o něco větší než Země, na kterých rok trvá jeden pozemský den.

Kosmický dalekohled Kepler změnil mapu exoplanet a posunul ji blíže k realitě. První známé exoplanety byly obří světy s krátkou oběžnou dobou. Je to logické observační zkreslení, podobné planety se totiž hledají nejlépe oběma hlavními metodami. V případě radiálních rychlostí je amplituda tím větší, čím je planeta k hvězdě blíže a čím větší má hmotnost. U tranzitní metody, která se prosadila o něco později, je zase primárně závislost na velikosti planety. Vzdálenost planety od hvězdy nebo spíše oběžná doba hraje roli sekundárně. Na hloubku tranzitu vliv nemá, ale planetu s krátkou oběžnou dobou zkrátka najdete snadněji (stoupá pravděpodobnost, že budete hvězdu pozorovat zrovna v okamžiku tranzitu i pravděpodobnost samotného tranzitu).

Kepler nás přiblížil více realitě. Horcí jupiteři se v jeho datech vyskytují jen málo, mnohem běžnější jsou menší planety, jak ukazuje nedávná sklizeň více než 700 potvrzených světů.

Na druhou stranu zde máme jiný fenomén. Kepler objevil řadu kamenných planet s velmi krátkou oběžnou dobou, která se často pohybuje v řádu hodin. Vznik těchto planet zůstává poměrně nejasný.

Už vloni jsme psali o exoplanetách s oběžnou dobou do 10 hodin. Nová studie se zaměřuje na kandidáty s oběžnou dobou kratší než jeden den. Podobné planety lze označit zkratkou USP (ultra-short-period).

Roberto Sanchis-Ojeda a jeho kolegové prošli všechna data i pozorované hvězdy a představili seznam 106 USP, z toho 18 nebylo dosud nikde prezentováno. Naproti tomu, 26 dříve představených kandidátů neprošlo sérií testů, které mají vyloučit falešné kandidáty.

USP jsou velmi často součástí vícenásobného planetárního systému. Nejčastější kolegyní je planeta s oběžnou dobou 1 až 50 dní, čímž se USP velmi odlišují od horkých jupiterů, kteří jsou spíše samotáři.

Všechny studované USP jsou navíc menší než 2 Země, což může souviset s podmínkami blízko hvězdy – hvězdný vítr odvane už prvotní atmosféru planety, takže planety jsou menší než plynní obři.

Některé multiplanetární systémy s USP. Credit: Sanchis-Ojeda et al.
Některé multiplanetární systémy s USP. Credit: Sanchis-Ojeda et al.

Podle autorů může obíhat jedna USP zhruba kolem:

  • 0,51 ± 0,07 procent hvězd spektrální třídy G (podobné Slunci)
  • 0,83 ± 0,18 procent hvězd třídy K (oranžoví trpaslíci)
  • 1,10 ± 0,40 procent hvězd třídy M (červení trpaslíci)

Velkou záhadou zůstává vznik těchto planet, protože je prakticky vyloučeno, aby vznikly na současné orbitální pozici. Je velmi pravděpodobné, že vznikly dál od svých hvězd a později migrovaly k hvězdě, jako to dělají horcí jupiteři. Migrační mechanismy horkých jupiterů lze ale na tyto malé světy uplatnit jen stěží.

Co dnes víme:

  • Malé planety (méně než 2 poloměry Země) s krátkou oběžnou dobou (méně než 1 den) se vyskytují v průměru okolo každé dvousté hvězdy. Větší výskyt pozorujeme u chladnějších hvězd.
  • Ve většině případů se podobné planety vyskytují v multiplanetárních systémech, čímž se liší od horkých jupiterů.

Co bychom potřebovali zjistit:

  • Vztah mezi metalicitou (množství prvků těžších než hélium) mateřských hvězd a výskytem ultrarychlých planet.
  • Sklon roviny oběžné dráhy vůči rovině rovníku mateřské hvězdy – v případě horkých jupiterů je zřejmě náhodná.

Zdroj: A Study of the Shortest-Period Planets Found With Kepler