Objevena exoplaneta teplejší než většina hvězd

Svět exoplanet je opravdu velmi různorodý. Nově objevená planeta typu Jupitera je tak horká, že téměř popírá definici slova „planeta“. S denní teplotou 4 600 K (4 325 °C) je exoplaneta KELT-9b teplejší než většina hvězd. Je jen pouze o 925 °C studenější než povrch Slunce. V posledním čísle časopisu Nature a v prezentaci na jarním zasedání Americké astronomické společnosti (American Astronomical Society) mezinárodní výzkumný tým pod vedením astronomů z Ohio State University a Vanderbilt University popsal planetu s některými velmi neobvyklými vlastnostmi.

Jedná se o obří plynnou planetu s hmotností 2,8× převyšující hmotnost planety Jupiter ve Sluneční soustavě, avšak pouze s poloviční hustotou, protože extrémní záření mateřské hvězdy způsobilo, že její atmosféra je nafouklá jako balón. A protože je slapovými silami připoutána ke své hvězdě – má vázanou rotaci podobně jako Měsíc vůči Zemi – denní strana planety přivrácená ke hvězdě je neustále bombardována zářením. Důsledkem toho je tak vysoká teplota, že například molekuly vody, oxidu uhličitého a metanu zde nemohou vznikat.

Další zvláštností je fakt, že planeta neobíhá kolem hvězdy v rovině jejího rovníku, jak je běžné. V případě exoplanety KELT-9b se jedná o polární dráhu, kolmou na hvězdný rovník. Protože hvězda rotuje velmi rychle – jedna otočka jí trvá přibližně jeden den (Slunce rotuje na rovníku zhruba jednou za 25 dnů) – jeví se na pólech poněkud zploštělá.

Exoplaneta KELT-9b obíhá kolem hvězdy pojmenované KELT-9, která je více než dvakrát větší a téměř dvakrát teplejší než Slunce (zhruba 9 900 °C). Od Země je vzdálena 650 světelných roků a najdeme ji v souhvězdí Labutě. Keivan Stassun, profesor fyziky a astronomie na Vanderbilt University, který se podílel na studii podobně jako Scott Gaudi, profesor astronomie na Ohio State University, prohlásili, že „hvězda KELT-9 vyzařuje velké množství ultrafialového záření, které může vést k celkovému vypaření planety. A nebo, pokud planeta typu plynného obra jako KELT-9b vlastní pevné kamenné jádro, jak předpokládají některé teorie, planeta může dospět až do stadia vzniku vyprahlého povrchu, jako má například Merkur.“

Tedy pokud hvězda nebude zvětšovat rozměry a nepohltí planetu dříve. „KELT-9 se bude zvětšovat a stane se rudým obrem přibližně za miliardu roků,“ říká Keivan Stassun. „Vyhlídky pro život na planetě KELT-9b nevypadají vůbec dobře.“

Fakt, že atmosféra planety je nepřetržitě bombardována vysokými dávkami ultrafialového záření, vede dokonce k tomu, že planeta ztrácí vypařováním postupně část materiálu podobně jako kometa, doplňuje Scott Gaudi. Astronomové odhadují, že by se každou sekundu mohly z planety KELT-9b odpařit až desítky tisíc tun hmoty v důsledku vysoké teploty. Odhadem zhruba za 300 miliónů roků se planeta vypaří a pravděpodobně z ní zůstane pouze kamenné jádro.

A jak byla nová planeta objevena? V květnu a počátkem června 2016 astronomové použili dalekohled KELT-North na Winer Observatory v Arizoně a zaznamenali nepatrný pokles v jasnosti hvězdy – pouze zhruba kolem poloviny procenta – což naznačovalo, že planeta může procházet při svém oběhu před pozorovanou hvězdou (nastává tzv. tranzit). K poklesu jasnosti docházelo pravidelně každých 1,5 dne, což znamená, že jeden oběh kolem hvězdy (místní „rok“) absolvuje planeta právě za 1,5 dne ve vzdálenosti pouhých pět miliónů kilometrů.

Následná pozorování potvrdila, že planeta, která způsobuje pokles jasnosti mateřské hvězdy, patří mezi objekty označované astronomy jako „horký Jupiter“ – což je ideální typ planety pro pozorování dalekohledem KELT.

KELT je zkratka názvu Kilodegree Extremely Little Telescope. Astronomové z Ohio State University, Vanderbilt University a Lehigh University společně řídí dva dalekohledy KELT (jeden pro severní a druhý pro jižní oblohu) za účelem vyplnění mezery v dostupných technologiích pro pátrání po extrasolárních planetách (zkráceně exoplanetách). Většina dalekohledů je konstruována pro pozorování velmi slabých hvězd na malých částech oblohy při velmi vysokém rozlišení. Dalekohledy KELT naproti tomu pozorují milióny velmi jasných hvězd, napříč velkou částí oblohy, i když s nízkým rozlišením.

Astronomové doufají v uskutečnění detailních pozorování exoplanety KELT-9b pomocí velkých dalekohledů včetně těch na oběžné dráze kolem Země, jako je například Spitzer Space Telescope, Hubble Space Telescope či později i James Webb Space Telescope. Pozorování pomocí HST jim dovolí například zjistit, zda planeta skutečně má „kometární ohon“ a umožní jim určit, jak dlouhou dobu bude ještě planeta přežívat při současných pekelných podmínkách.

Zdroj: https://www.cfa.harvard.edu/news/2017-17, https://eos.org/articles/meet-kelt-9b-the-hottest-exoplanet-ever-discovered a http://www.science20.com/news_articles/kelt_north_little_telescope_could-91037

autor: František Martinek