HAT-P-11: Velmi zajímavý systém s rozházenými planetami

Schéma zobrazuje výrazně nakloněnou rovinu oběžné dráhy exoplanety HAT-P-11 b vůči rovině rovníku mateřské hvězdy. Zdroj: subarutelescope.org
Schéma zobrazuje výrazně nakloněnou rovinu oběžné dráhy exoplanety HAT-P-11 b vůči rovině rovníku mateřské hvězdy. Zdroj: subarutelescope.org

V roce 2009 jsme psali o objevu jedné z prvních exoplanet, která je podobná Neptunu. O objev se postaral lovec tranzitů HATNet a díky měření radiálních rychlostí jsme dostali i údaje o hmotnosti.

HAT-P-11b má velikost 4,3 a hmotnost asi 23 Zemí. Exoplaneta obíhá okolo oranžového trpaslíka s periodou 4,8 Zemí.


Díky tzv. Rossiterově-McLaughlinově efektu (vysvětlení viz obrázek níže) víme, že HATP-11b má velmi extrémní sklon dráhy vůči rovině rovníků hvězdy – přibližně 100 stupňů.

Podobný sklon je neobvyklý. Planety vznikají z disku prachu a plynu, takže by měly obíhat všechny přibližně ve stejné rovině a ta by se měla shodovat s rovinou rovníku mateřské hvězdy.

Schéma vlevo představuje situaci, kdy je rovina oběžné dráhy planety přibližně shodná s rovinou rovníku mateřské hvězdy. Pod obrázkem je vidět symetrickou křivku radiálních rychlostí. Obrázek vpravo zachycuje situaci, kdy je oběžná rovina exoplanety výrazně odlišná od roviny rovníku hvězdy. Křivka radiálních rychlostí je deformovaná. Modrá polokoule představuje část hvězdy, která se k nám vlivem rotace přibližuje, červená pak tu část, která se od nás vzdaluje. Zdroj: subarutelescope.org
Schéma vlevo představuje situaci, kdy je rovina oběžné dráhy planety přibližně shodná s rovinou rovníku mateřské hvězdy. Pod obrázkem je vidět symetrickou křivku radiálních rychlostí. Obrázek vpravo zachycuje situaci, kdy je oběžná rovina exoplanety výrazně odlišná od roviny rovníku hvězdy. Křivka radiálních rychlostí je deformovaná. Modrá polokoule představuje část hvězdy, která se k nám vlivem rotace přibližuje, červená pak tu část, která se od nás vzdaluje. Zdroj: subarutelescope.org

V nové studii astronomové oznámili objev druhé planety v systému. Od roku 2007 pozorovali mateřskou hvězdu pomoci spektrografu HIRES, který je instalován na havajském Keckově dalekohledu.

Na základě měření radiálních rychlostí se podařilo objevit planetu o hmotnosti 1,6 Jupiteru. Planeta HAT-P-11c se nachází od své hvězdy mnohem dál než její sestřička. Okolo hvězdy oběhne za 9,3 let ve vzdálenosti 4,13 AU. Exoplaneta se navíc pohybuje po velmi excentrické dráze s výstředností 0,6.

Může planeta HAT-P-11c za velký sklon vnitřní planety? Patrně ano. Na začátku měla planeta b pravděpodobně sklon roviny své oběžné dráhy pěkně v souladu s rovinou rovníku mateřské hvězdy.

Na začátku měkla planeta b normální sklon vůči rovině rovníku své hvězdy (nahoře) a planeta c měla sklon asi 50 stupňů. Vlivem precese délky vzestupného uzlu došlo k naklonění roviny planety b. Credit: Samuel W. Yee et al. (2018)

Během 1,8 milionu let ale došlo ke změně sklonu vlivem tzv. precese délky vzestupného uzlu. Roli v tom hrála vzdálenější planeta c. Problém jsme tím ale jen odsunuli a to doslova. Teorie totiž předpokládá, že to byla vnější planeta, kdo měl na začátku skloněnou dráhu a to asi o 50 stupňů. Mohla za to interakce s nějakou blízkou hvězdou či další planetou v systému? To zatím nevíme.

HAT-P-11 se nachází jen 120 světelných let od nás, takže bude určitě v budoucnu v centru pozornosti astronomů. Podívat by se na tranzit vnitřní planety mohl například dalekohled Jamese Webba. Vnější planetu bychom dokonce mohli v budoucnu pozorovat přímo. Vzhledem ke své protáhlé dráze se dostává až 6 AU od své hvězdy, což je na obloze zhruba 130 obloukových vteřin.

Zdroj: HAT-P-11: Discovery of a Second Planet and a Clue to Understanding Exoplanet Obliquities