Teorie o vzniku planetárních systémů vychází z poznání naší Sluneční soustavy. Koncem minulého století a na začátku toho současného však tato teorie utrpěla mnoho šrámů, které prozatím dokázala vždy nějakým způsobem překonat. Výzkum vzniku a vývoje planetárních systémů je ovšem lemován velkým množstvím dosud neobjasněných záhad, jejichž počet stále roste s postupnými objevy nových exoplanet.
Naše představy předpokládaly, že obří plynné planety obíhají dostatečně daleko od svých hvězd (v řádu jednotek AU). Už první objevy ale daly podnět k vytvoření speciální kategorie tzv. horkých Jupiterů. Jedná se o plynné obří exoplanety, které okolo hvězd obíhají s periodou jen několika málo dní nebo i méně. Teorie o formování planet tento škraloup přežila. Horcí Jupiteři vznikají přesně tam, kde mají, následně pak migrují směrem ke svému slunci.
Planety jak známo obvykle vznikají z disku prachu a plynu, který obklopuje rodící se hvězdu. Po svém zformování by planety měly mít tento fakt hluboce zakořeněn v oběžné dráze. Jak? Tím, že okolo hvězdy budou obíhat více méně v jedné rovině, totožné s rovinou rovníku mateřské hvězdy. Při pohledu na planety Sluneční soustavy si můžeme oddychnout, tento předpoklad je bezezbytku naplněn.
Rovina oběžné dráhy řady exoplanet je ovšem vůči rovině rovníku hvězdy skloněna o provokativně významný úhel. Výjimkou nejsou ani případy, kdy tento úhel činí 180°, což v překladu znamená, že planeta okolo hvězdy obíhá v opačném (retrográdním) směru, než v jakém rotuje mateřská hvězda.
Logickým vysvětlením retrográdního pohybu by byly gravitační interakce mezi planetou a hvězdou, případně mezi planetou a jejími sestrami. Je ale vůbec možné, aby gravitační interakce změnily směr oběhu obří planety?
Frederic A. Rasio z Northwestern University v Chicagu nyní se svým týmem představil v časopise Nature výsledky počítačových simulací. Podle studie se zdá, že výše popsaný scénář je skutečně možný.
Představme si hvězdu, okolo které obíhá normální, fádní a ničím nezajímavá planeta. Její oběžná dráha je téměř kruhová a sklon vůči rovině rovníku hvězdy více méně nulový. Ve větší vzdálenosti od této exoplanety obíhá ještě jedna a podstatně hmotnější planeta, která svou gravitací sestře strpčuje život. Původně téměř kruhová oběžná dráha se postupně „protahuje“. Za nějaký čas se planeta dostává na velmi protáhlou a úzkou eliptickou dráhu. Moment hybnosti planety klesá na úkor hmotnější sestry. Nebohá planeta se díky tomu dostává na své dráze stále blíže k mateřské hvězdě. V té době působí hvězda na planetu extrémně vysokými slapovými silami. V důsledku toho může dojít ke změně sklonu oběžné dráhy planety, což nakonec může vést až k retrográdnímu pohybu.
Zdroje:
- Hot Jupiters from secular planet–planet interactions (Nature)
- Why some planets orbit the wrong way; extrasolar insights into our solar system (tisková zpráva)