Horká země v představách malíře. credit: NASA/JPL-Caltech
Horká země v představách malíře. credit: NASA/JPL-Caltech

Exoplanety pozorujeme tranzitní metodou kvůli tomu, že jejich rovina oběžné dráhy směřuje k nám. Ale jak je to s rovinou rovníku mateřské hvězdy? Zkušenosti ze Sluneční soustavy a jistá dávka vesmírného selského rozumu říkají, že by to mělo být stejné.

Planety i hvězda vznikají z disku prachu a plynu připomínající pizzu. Je poměrně velký, ale relativně tenký. A samozřejmě plochý.

Během vývoje systému dojde k drobným interakcím, takže všechny planety obvykle neobíhají v jedné stejné rovině (čest výjimkám). Jsou u nich rozdíly v řádu několika málo stupňů.

Tak tomu je ve Sluneční soustavě, ale platí to tak vždy? Astronomové už objevili několik planet, které mají sklon dráhy v řádu desítek stupňů. Dokonce je občas tak velký, že planeta obíhá okolo hvězdy retrográdně – tedy v opačném směru, než se otáčí hvězda.

Zjistit sklon dráhy planety vůči rovníku není vůbec snadné. Existuje několik metod, mezi které patří například Rossiterův-McLaughlinův efekt, který pracuje s deformací křivky radiálních rychlostí během tranzitu planety před hvězdou. Je také možné odhadnout sklon dráhy na základě pozorování větších hvězdných skvrn (analogie ke slunečním skvrnám).

Některé metody pracují přímo s hvězdou a nepotřebují pozorování tranzitu či obecně oběhu planety okolo ní. Jednou z takových je astroseismologie. Vědci na základě pozorování jasnosti hvězdy studují hvězdné otřesy. Astroseismologie nám může o hvězdě říct spoustu informací a jednou z nich je také její sklon.

Má to několik háčků. Tím největším je jasnost hvězdy. Potřebujete opravdu jasnou stálici. Ze 150 tisíc hvězd, které Kepler pozoroval během hlavní mise, se podařilo určit pomoci astroseismologie sklon jen u 33 hvězd, okolo kterých obíhá exoplaneta.

Kepler-408b

Kepler-408 má jasnost 8,8 mag a je třetí nejjasnější hvězdou, kterou Kepler pozoroval, a u níž byla objevena planeta. Kepler-408b oběhne svou hvězdu za pouhých 2,5 dní a její poloměr je 0,86 Země.

Už dříve vyšly studie, které se pokoušely odhadnout sklon planety vůči rovníku hvězdy, nebo spíše sklon roviny rovníku hvězdy vůči nám. Podle jedné studie je nejspíše 90 stupňů, což by znamenalo, že rovina rovníku směřuje k nám a planeta obíhá v rámci této roviny. Výsledek to byl ale dost nejistý se spodním limitem 54°. Podle další je sklon někde okolo 40 až 45 stupňů.

V nové studii se vědci podívali na důvody zřejmého rozporu a podle jejich závěrů souvisí s tím, jak obě dřívější studie pracovaly se šumem. Podle nové studie je hvězdný sklon 42 stupňů nebo konkrétněji 38 až 47 stupňů.

Pokud je to pravda, je Kepler-408b nejmenší známou planetou, u které známe sklon oběžné dráhy. A je to také důkaz, že velký sklon dráhy planety není jen výsadou obřích planet větších než Neptun, jak ukazovaly dosavadní objevy.

Minimálně část horkých zemí bude mít také velký sklon dráhy. Proč? Nevíme. Může to být výsledek interakcí s jinými planetami. V případě Kepler-408 se ale nepodařilo tranzitní metodou další planety v systému objevit a měření radiálních rychlostí vylučují přítomnost větší planety s dobou oběhu kratší než rok.

Zdroj: The misaligned orbit of the Earth-sized planet Kepler-408b