Safírová superzemě. Kredit: Thibaut Roger.

V souhvězdí Kassiopeii, ve vzdálenosti 21 světelných let, obíhá svou hvězdu planeta jménem HD219134 b. Stihne to jednou za tři dny. Je to superzemě, která má hmotnost asi jako 5 Zemí. Naší planetě se ale zrovna moc nepodobá. Nejde přitom jenom o to, že je extrémně rozžhavený svět. Tahle exoplaneta totiž pravděpodobně nemá masivní železné jádro, ale zato obsahuje velké množství vápníku a hliníku i jejich sloučenin.

Caroline Dorn.
Kredit: PlanetS.

Astrofyzička Caroline Dorn ze švýcarského institutu Institute for Computational Science Curyšské univerzity a její kolegové se domnívají, že takové planety mohou být jako žhavý sen. Zřejmě je totiž pokrývají safíry a rubíny, což jsou oxidy hliníku. A takové sloučeniny by měly být na planetách, jako je HD219134 b, docela běžné. Dornová a spol. jsou těmito světy tak fascinováni, že vytvořili novou kategorii exoplanet, kterým bychom mohli říkat safírové, případně rubínové planety. Zařadili tam tři ze známých exoplanet, extrémně horké superzemě HD219134 b, 55 Cancri e, WASP-47 e.

Vědci ve výzkumu použili teoretické modely vzniku planet a pak je porovnávali s reálným pozorováním. Když vznikají kamenné planety jako je Země, tak se postupně slepují z kondenzované hmoty, kterou tvoří prvky jako je železo, hořčík nebo křemík. Výsledkem procesu je nakonec kamenná planeta s železným jádrem.

Pekelný svět 55 Cancri e. Kredit: ESA/Hubble, M. Kornmesser.

Občas ale vznikají kamenné planety v místech, která jsou mnohem blíže jejich hvězdě. Je tam pochopitelně mnohem větší horko. Řada chemických prvků je v takových oblastech v plynné fázi a hmota, ze které mohou vznikat planety, má podstatně odlišné složení. Výpočty Dornové a jejího týmu ukazují, že kamenné planety v těsné blízkosti hvězdy se mohou skládat především z vápníku a hliníku, a pak ještě z hořčíku a křemíku. A rovněž ukazují, že tam jen těžko bude nějaké železo.

Chemické složení planet má závažné důsledky pro jejich vlastnosti. Žhavé superzemě podle všeho nebudou mít magnetické pole, jaké známe na Zemi. Jejich vnitřní struktura bude podstatně jiná, stejně jako jejich atmosféra. Proto Dornová a spol. vytvořili novou třídu exotických superzemí, které vznikají z materiálu protoplanetárního disku za velmi vysoké teploty.

Jednou z planet, které představují novou exotickou skupinu superzemí, je i slavná 55 Cancri e ze souhvězdí Raka. Tuhle superzemí o hmotnosti asi 8,5 Zemí pozorujeme v souhvězdí Raka, ve vzdálenosti asi 41 světelných let. Známe ji už od roku 2004, ale názory odborníků na tenhle šílený svět, kde je na přivrácené straně u hvězdy asi 2 300 °C, se stále ještě mění. V roce 2012 55 Cancri e prorazila do světových médií s tím, že ji z nemalé části tvoří uhlík, že je to vlastně planeta diamant. Dornová se směje, že se jim teď povedlo vytunit diamantovou planetu na safírovou. 

Video:  55 Cancri e. Credit: NASA/JPL-Caltech.


Literatura
University of Zurich 19. 12. 2018, MNRAS online 18. 12. 2018.