Nitro extrasolárních planet

Tým evropských astronomů, který vede T.Guillot (CNRS, Observatoire de la Cote d'Azur, Francie), uveřejnil v časopisu Astronomy & Astrophysics nové studie fyziky Pegasid, extrasolárních planet známých také jako horké Jupitery. Zjistili, že množství těžkých prvků v Pegasidách je v korelaci s metalicitou jejich mateřských hvězd. Jde o první kroky v porozumění fyzikální povaze extrasolárních planet.

Až doposud astronomové objevili 188 extrasolárních planet, mezi kterými je 10, které jsou známy jako "transitující planety". Tyto planety prochází mezi jejich hvězdou a námi při každém svém oběhu. Díky technickým omezením mohou být takto objeveny jen dostatečně velké planety obíhající blízko svých mateřských hvězd a proto je známe také jako "horké Jupitery" nebo Pegasidy. Deset těchto doposud známých planet má hmotnost od 110 do 430 hmot Země. Pro srovnání, Jupiter s 318 hmotami Země je nejtěžší planetou naší sluneční soustavy.

Ačkoliv jsou vzácné, jsou tranzitující planety také klíčem k porozumění vzniku planet, protože jsou jediné, pro které mohou být určeny obě veličiny - hmota i velikost. V zásadě takto získaná hustota může vést i k odhadu jejich celkového složení nebo struktury. Situace je o to obtížnější, že naše znalosti o chování hmoty za vysokých tlaků jsou relativně malé. Při tom tlak v nitrech obřích planet je více než milionkrát vyšší než tlak vzduchu na povrchu Země. Z devíti, do dubna 2006, známých tranzitujících planet, bylo jen u té nejméně hmotné, spolehlivě určeno její složení. Ukazuje se, že má jádro tvořené těžkými prvky s hmotou asi 70 krát přesahující hmotnost Země a atmosféru z vodíku a hélia o hmotností okolo 40 hmot Země. U zbývajících osmi planet bylo u šesti zjištěno, že jsou většinou tvořeny vodíkem a heliem, stejně jako Jupiter a Saturn, ale hmota jejich jádra nemohla být určena. U posledních dvou planet pak bylo zjištěno, že jsou příliš velké na to, aby mohly být vysvětleny a popsány jednoduchými modely.

Guillot se svým týmem přišel na to, že devět transitujících extrasolárních planet má stejnorodé vlastnosti, s hmotností jádra v rozsahu od 0, tedy žádné nebo malé jádro, až po jádro o hmotnosti okolo 100 hmot Země, které obklopuje obálka z vodíku a helia. Některé z Pegasid by proto měly obsahovat větší množství těžkých prvků než se dříve očekávalo. Při porovnání hmotnosti těžkých prvků v Pegasidách s obsahem kovů v jejich mateřských hvězdách našli vědci existující korelaci s planetami zrozenými kolem hvězd, které jsou na kov bohaté podobně jako naše Slunce a které mají malé jádro, zatímco planety obíhající okolo hvězd, které obsahují dva až třikrát více kovů než Slunce měly mnohem větší jádra (na obrázku). Výsledky studie Guillotova týmu budou zveřejněny v časopise Astronomy & Astrophysics.

Modely formování planet selhaly v předpovědích obsahu velkých množství těžkých prvků u tak mnoha planet, to znamená jediné. Tyto modely potřebují přepracovat. Ovšem naznačená korelace mezi složením hvězdy a jejích planet musí být ještě potvrzena dalšími objevy tranzitujících planet. Takto je Guillotova práce prvním krokem při studiu fyzikální povahy extrasolárních planet a jejich vzniku. Mohla by však vysvětlovat, proč je tak obtížné najít tranzitující planety.

Protože nejvíce Pegasid má relativně velká jádra, jsou mnohem menší než se dříve očekávalo a je tedy i těžší přechod takové planety před hvězdou rozeznat. V každém případě, je to velmi slibné zjištění pro evropskou misi COROT (Convection Rotation and planetary Transits) , která bude vypuštěna letos v říjnu z kosmodromu Bajkonur a která by měla pomocí menšího dalekohledu objevit a určit charakteristiku desítek tranzitujících planet, včetně menších planet a planet obíhajících příliš daleko okolo svých hvězd, než aby mohly být objeveny ze Země.

A co desátá tranzitující planeta? U XO-1b objevené jen nedávno (článek z 22. května) bylo rovněž zjištěno, že se jedná o abnormálně velkou planetu obíhající hvězdu o podobném obsahu kovů jako má Slunce. Podle modelů to znamená, že má velmi malé jádro a tak tento nový objev posiluje navrhovanou korelaci obsahu kovů mezi hvězdou a planetou.

Zdroj: Astronomy & Astrophysics a physorg.com
Po předchozí domluvě převzato z http://sweb.cz/hvezdarnauherskybrod/