HD 80606b: výstřední planeta neumí pracovat s teplem

HD 80606b, Credits: NASA/JPL-Caltech
HD 80606b, Credits: NASA/JPL-Caltech
www.novedalekohledy.cz

HD 80606b je již dlouho známým horkým jupiterem, který se proslavil svou velmi, ale opravdu velmi protáhlou dráhou.

Exoplanetu  HD 80606b objevili stejní lidé jako první známou exoplanetu – tedy Michel Mayor a Didier Queloz a to už v roce 2001. Jedná se o horkého jupitera o hmotnosti asi 4 Jupiterů a poloměru o něco menším, než je poloměr největší planety Sluneční soustavy.

HD 80606b se proslavila především svou dráhou. Okolo hvězdy velmi podobné Slunci oběhne za 111 dní, což by ji na první pohled neřadilo mezi horké jupitery… jenomže její dráha je extrémně protáhlá. Excentricita je asi 0,93. Planeta se tak sice dostává téměř 0,9 AU daleko, což už není daleko od oběžné dráhy Země, ale také si doslova lízne mateřské hvězdy – bod nejblíže k hvězdě se nachází jen asi 6 hvězdných poloměrů daleko.

Zkuste si představit, že z venkovní zimy… nějakých -40 stupňů skočíte do rozpálené sauny. Nějak tak si asi připadá HD 80606b na své dráze. Jen ty teplotní rozdíly jsou o řád vyšší.

Kosmický dalekohled Spitzer se na planetu podíval už v roce 2009 a vědci tak zjistili, jak se mění teplota atmosféry v průběhu přibližování k hvězdě. Nyní využili vědci pozorování dalekohledu z roku 2010 a v nové analýze dat se na celou planetární grilovačku podívali podrobněji a lépe.

Exoplanetu samozřejmě Spitzer neviděl, ale pozoroval záření, které přicházelo od hvězdy a planety současně a to po dobu 80 hodin.

Celkem 676 tisíc měření bylo získáno v rámci dvou bloků od 6. do 9. ledna 2010. První blok začal 34 hodin před nejtěsnějším přiblížením k hvězdě a trval 50 hodin. Po tříhodinové přestávce začal druhý asi 30 hodin trvající blok pozorování.

Co se podařilo zjistit? Teplota atmosféry během několika hodin stoupá z 500 na 1400 Kelvinů. Množství energie, které atmosféra získá, je zhruba 1000x větší, než energie z dopadu komety Shoemaker–Levy do atmosféry Jupiteru v roce 1994.

Atmosféra planety absorbuje asi 20 % záření. Astronomové také odhadli periodu rotace planety na 43 hodin.

V případě nejtěsnějšího přiblížení se tak trochu můžeme inspirovat u planet s vázanou rotací – to jsou takové, které se otočí okolo své osy za stejnou dobu, za jakou oběhnou okolo hvězdy. Podobné světy zmiňujeme proto, že také ony čelí velkým teplotním rozdílům, ale nikoliv během oběhu, ale mezi denní stranou (stále nakloněnou k hvězdě) a noční stranou.

Atmosféry podobných planet mají tendenci teplo rozvádět a vyrovnat rozdíly mezi oběma polokoulemi. To by měl být i případ HD 80606b, ale není. Teplota atmosféry rychle stoupne a pak zase stejně rychle klesne. Podle výsledků pozorování tak není v tomto ohledu planeta příliš efektivní.

Dráha planety se při návštěvě pekla (ne)mění

Horcí jupiteři vznikají jinde, než je dnes pozorujeme. Pokud jsou ovlivněni další planetu nebo třeba další hvězdou v systému (HD 80606 je mimochodem dvojhvězda), stává se jejich dráha eliptickou – přesně to, co u HD 80606b pozorujeme.

V okamžiku, kdy planeta prochází periastrem (je nejblíže k hvězdě), tak se zjednodušeně řečeno převádí orbitální energie na teplo a tím dochází ke zkracování velké poloosy. Postupně dochází k cirkularizaci – z protáhlé dráhy se stává kruhová. V případě HD 80606b tento proces zřejmě neprobíhá tak rychle, takže planeta zůstane na protáhlé dráze ještě po miliardy let.

Mateřská hvězda HD 80606 se nachází ve vzdálenosti asi 190 světelných let směrem v souhvězdí Velké Medvědice.

Zdroje: NASA, DIRECT MEASURE OF RADIATIVE AND DYNAMICAL PROPERTIES OF AN EXOPLANET ATMOSPHERE