Exoplanety u nekulatých hvězd

www.novedalekohledy.cz

Velmi zajímavá úvaha vyšla nyní v odborném tisku. Napadlo vás někdy, že mohou existovat exoplanety u nekulatých hvězd?

Přes týden teplo, o víkendu se ochladí… zemské klima je velmi komplikované a  nad Evropou zvláště. My se teď ale podíváme na změny teplot v trochu vesmírnějším měřítku.

Častým chytákem je otázka, proč se na Zemi mění roční období. Mnoho lidí si myslí, že v létě jsme ke Slunci blíže a v zimě jsme naopak od Slunce dál. Paradoxně opak je pravdou. Země se pohybuje okolo Slunce po téměř ale nikoliv přesně kruhové dráze a nejblíže od Slunce (v periheliu) je někdy krátce po Novém roce. Ke střídání ročních období dochází samozřejmě kvůli sklonu zemské osy.

V případě některých exoplanet to takto rozhodně není a excentricita je něco, co musíme brát v úvahu při diskusích o obyvatelnosti. Pokud se planeta pohybuje po protáhlé dráze a dostává se mimo obyvatelnou oblast, může to být problém. Bohužel výstřednost dráhy je jedním z těch údajů, který se zjišťuje trochu hůře.

Nekulaté hvězdy

Dobře. Protáhlá dráha je jednoduchá věc. John P. Ahlers se ve své práci zaobíral v určitém ohledu podobnou ale mnohem více cool možností.

Ve vesmíru platí, že čím je objekt hmotnější, tím je kulatější. Máme to dokonce v definici planety. Hvězdy jsou relativně přesné koule. Obvykle. Známe případy, kdy okolo hvězdy obíhá obří planeta, kterou svou gravitací deformuje tvar své mateřské hvězdy (třeba Kepler-13 A b). Samostatnou kapitolou jsou těsné dvojhvězdy apod.

Ale existuje ještě jeden scénář. Pokud hvězda rychle rotuje, dochází k její deformaci, kterou bychom si mohli s trochou nadsázky přirovnat k ragbyovému míči.

V případě Slunce byste ve vzdálenosti 1 AU obdrželi stejné množství záření ve všech směrech, ale u „nekulatých“ hvězd to tak nebude.

Rovníková oblast hvězdy je vypouklá směrem ven, což vede k tomu, že je dál od středu hvězdy, má nižší hustotu a také teplotu. Říká se tomu gravitační ztmavnutí.

Naopak u pólů je situace přesně opačná. Póly hvězdy se dostávají ke středu hvězdy blíže a teplota je tam tak vyšší.

Důsledkem jsou teplotní rozdíly mezi jednotlivými částmi hvězdy. Nyní si představte, že okolo hvězdy obíhá planeta.

Pro zjednodušení řekněme, že obíhá po kruhové dráze, ale a to je hodně důležité – po dráze, která je skloněná vůči rovině rovníku hvězdy. Není to nereálný scénář, takové planety nacházíme, i když obvykle u horkých jupiterů.

Levý graf ukazuje oslunění na 45° severní šířky planety v průběhu oběhu planety okolo normální hvězdy. Jednotlivé křivky znázorňují situaci pro konkrétné sklon roviny oběžné dráhy vůči rovině rovníků od 0 do 90 stupňů. Vpravo je situace pro planetu u "nekulaté hvězdy". Credit: John P. Ahlers, 2016
Levý graf ukazuje oslunění na 45° severní šířky planety v průběhu oběhu planety okolo normální hvězdy. Jednotlivé křivky znázorňují situaci pro konkrétné sklon roviny oběžné dráhy vůči rovině rovníků od 0 do 90 stupňů. Vpravo je situace pro planetu u „nekulaté hvězdy“. Credit: John P. Ahlers, 2016

Planeta u nekulaté hvězdy bude mít mnohem komplikovanější „střídání ročních období“ a také se může výrazně lišit rovnovážná teplota na povrchu planety (tedy teplota bez vlivu atmosféry). U planety, které se pohybuje nad póly hvězdy, bude až o 15 % větší.

Není to přitom jen o množství záření, ale také o jeho „typu“. Polární oblasti, kde je vyšší teplota, budou více zářit v oblasti škodlivého ultrafialového záření. Planeta se sklonem roviny oběžné dráhy 90 stupňů (obíhající tedy přímo nad póly) by dostávala až o 80 % více UV záření.

Zdroje: