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:
- Ultra Short Period Planets in K2 with companions: a double transiting system for EPIC 220674823
- Born Dry in the Photo-Evaporation Desert: Kepler’s Ultra-Short-Period Planets Formed Water-Poor