Světy s ultrakrátkou periodou: Kepler našel exoplanetu, na které rok trvá 13 hodin

USP, Credit: Karen Teramura, UH IfA
USP, Credit: Karen Teramura, UH IfA
www.novedalekohledy.cz

Ve vesmíru existuje jedna zajímavá skupina exoplanet. Jejich velikost je podobná Zemi, ale podmínky na „povrchu“ jsou extrémní.

První objevené exoplanety spadaly do kategorie horkých jupiterů. Jedná se tedy o velmi hmotné světy s oběžnou dobou v řádu desítek hodin až několika málo dní. Dalekohled Kepler nám otevřel okno do trochu podobného, ale přesto velmi odlišného světa – exoplanet s ultrakrátkou oběžnou dobou (ultra-shortperiod planets, USP).

Jedná se o planety s oběžnou dobou kratší než jeden pozemský den a poloměrem podobným Zemi. Velikost USP se pohybuje někde od 0,6 do 2,1 Země s průměrem okolo 1,3 Země.

Na povrchu těchto planet samozřejmě nebudou podmínky vhodné k životu, ale i tak se jedná o velmi zajímavý a důležitý díl do celkového pochopení vzniku a vývoje planet.

USP zřejmě nebudou příliš časté. Známe jich zhruba tucet a podle odhadů se nachází jen u 0,1 % hvězd podobných Slunci. Odhady mohou být v tomto případě docela přesné. Pravděpodobnost, že bude exoplaneta tranzitovat, je totiž závislá mimo jiné na její vzdálenosti od hvězdy. V případě USP je extrémní, takže pravděpodobnost tranzitu se pohybuje v řádu desítek procent.

Planety o velikosti Země nejsou dnes měřením radiálních rychlostí obecně příliš dostupné. Změna radiální rychlosti je závislá nejen na hmotnosti hvězdy a planety, ale samozřejmě také na vzdálenosti planety o hvězdy. USP jsou na tom tak lépe, než planety zemského typu v obyvatelné oblasti.

Rekordmankou je v tomto případě Kepler-78b. Planeta má oběžnou dobou 8,4 hodin a poloměr jen 1,12 Země. Přesto se podařilo změřit radiální rychlosti hvězdy a určit hmotnost planety na 1,7 až 1,8 Země.

Nová mise Keplera (K2) je pro následný výzkum USP vhodnější než primární mise, protože dalekohled mění zorná pole a do hledáčku se mu dostávají i jasnější hvězdy. Čím je hvězda jasnější, tím lépe se pak pozemským spektrografům radiální rychlosti měří.

Nový objev

Astronomové nyní oznámili objev další USP. U cíle s označením EPIC 220674823 se podařilo najít dvě planety o velikosti 1,5 a 2,5 Země. Oběžné doby jsou 13,7 hodin a 13,3 dní.

Jak se ukazuje, USP obvykle okolo hvězdy neobíhají samy, ale mají nejméně jednoho sourozence, který má o něco větší velikost.

Je zřejmé, že USP nevznikly na svých současných pozicích, ale musely migrovat. Za jejich migrací mohou být interakce s ostatními planetami.

Nedávno vyšla zajímavá studie, podle níž budou USP chudé na vodu. Může se jednat o planety, které bychom na začátku jejich existence přirovnali k menší verzi Neptunu. Kvůli malé vzdálenosti od hvězdy ale postupně o svou plynnou obálku z vodíku a hélia přišly.

Pokud planeta obsahovala plynnou obálku s vyšší metalicitou a / nebo s velkým obsahem vody, mohla by si i ji udržet. Podobná planeta by však měla větší poloměr (nad 2 Země). USP o takové velikosti v podstatě objeveny nebyly (55 Cnc e budiž výjimkou), z čehož lze usoudit, že USP vznikají spíše z materiálu s nízkým obsahem vody.

Zdroje: