Kepler-80: nesmírně zajímavý systém sardinkového typu

Credit: NASA
Credit: NASA
www.novedalekohledy.cz

Kepler-80 (původně KOI-500) je velmi zajímavý planetární systém, který dokládá nejen pestrost planetárních systémů ale také schopnost vědců za jistých okolností z dat vyždímat absolutní maximum.

Hvězda Kepler-80 o velikosti necelých 0,8 Slunce se nachází asi 1 100 světelných let od nás v souhvězdí Lyry. Kepler u této hvězdy objevil hned pět planet, o kterých se jako o kandidátech psalo už v roce 2011. Nyní ale vychází podrobnější studie.

Příklady těsných planetárních systémů. Credit: Campante et al 2015
Příklady těsných planetárních systémů. Credit: Campante et al 2015

Kepler-80 patří do skupin systémů, které se začaly některými autory označovat jako STIP (Systems with Tightly-spaced Planets) – tedy systém s těsně oddělenými planetami.

V rozmezí od 0,0175 AU do 0,0792 AU obíhá okolo hvězdy pět planet. První a poslední dělí 0,0617 AU nebo také asi 9,2 milionů km. Oběžné doby planet jsou 1 den, 3,1 dní, 4,6 dní, 7,1 dní a 9,5 dní. Pro porovnání uveďme, že oběžná doba Merkuru je 88 dní.

Planety byly objeveny postupně a postupně dostávaly také svá označení. Ve směru od hvězdy tak máme planety f, d, e, b a c.

Změny v časech tranzitů

Vzhledem k tomu, že vzdálenosti mezi planetami jsou opravdu malé, navzájem se gravitačně ovlivňují a to dokážeme měřit. Jak? Pomoci TTV neboli změn v časech tranzitů.

K tranzitům planet zkrátka nedochází pravidelně, ale v datech z Keplera lze najít určité odchylky. Na jejich základě pak lze určit hmotnosti planet, ale pouze čtyř vnějších. TTV jsou samozřejmě velmi dobré, protože jinak tranzitní fotometrie, kterou využívá Kepler, nabízí pouze údaje o velikosti (čím větší planeta je, tím větší část kotouče hvězdy zastíní a tím více tak poklesne jasnost hvězdy). Hmotnosti pak lze zjistit jen pomoci spektrografů, ale pro ty současné jsou menší planety nedostupné.

U páté a nejvnitřnější planety hmotnost neznáme, odchylky v časech tranzitů nejsou tak velké. Její poloměr je asi 1,2 Země. U ostatních planet je situace následující:

  • Planeta d: 6,75 hmotnosti Země / 1,53 poloměrů Země
  • Planeta e: 4,13 / 1,6
  • Planeta b: 6,93 / 2,7
  • Planeta c: 6,74 / 2,7

Jak je patrné, dvě nejvzdálenější planety jsou mnohem větší než první tři planety. Planety „d“ a „e“ budou mít pravděpodobně složení podobné Zemi. V případě „b“ a „c“ bude situace jiná. Zřejmě se bude jednat o planety s plynnou obálku z vodíku a hélia. Hmotnost atmosféry může být kolem 2 % hmotnosti planety v případě, že má jádro podobné složení jako Země.

Rande každých 27 dní

Zajímavá je ještě jedna věc. U vnějších planet dochází k tzv. rezonanci. Jejich oběžné doby jsou sladěny tak, že jsou v poměru celých kladných čísel. Každých 27 dní se tak systém (kromě první planety) vrací do stejné konfigurace, jak ukazuje tato animace (všimněte si běžícího času ve dnech nahoře):

Credit: MacDonald/Ragozzine/FIT.
Credit: MacDonald/Ragozzine/FIT.

Zdroje: A Dynamical Analysis of the Kepler-80 System of Five Transiting Planets, mmacdonald.altervista.org