Zvětšit obrázek

WASP-79b na šílené, téměř polární orbitě. Kredit: ESO/ B. Addison.

Všechno to začalo to památné léto roku 1995. V astronomické komunitě nebo alespoň v její části panoval názor, že nalézt planety u cizích hvězd bude velmi nesnadné, neboť si na nás vesmír přichystal past. Malé planety jsme objevit nedokázali a ty hmotné obíhají daleko od hvězd, takže jsou na ně klasické metody, používané například u dvojhvězd, krátké.

Zvětšit obrázek

Natalia Storch uprostřed. Kredit: Jason Koski/ University Photography.

Několik týmů se ale navzdory tomu snažilo ulovit první exoplanety. Nakonec se jim to povedlo. Všem tehdy vypálili rybník dva Švýcaři. Exoplaneta 51 Peg b byla trochu jiná, než se čekalo. Obří planeta neobíhala okolo svého slunce jednou za mnoho let, ale za 4 dny!

Později byly objeveny další podobné planety, kterým říkáme horcí jupiteři. Dnes už také tušíme, že vznikají daleko od svých hvězd a poté migrují blíž. Existuje přitom několik typů migrací. Některé z nich souvisí s interakcemi mezi planetou a diskem z prachu a plynu, který obklopuje mladé hvězdy a rodí se z něj planety.

Kozaiova migrace

Zvětšit obrázek

Výstřední plynní obři rozpohybují hvězdu. Kredit: Cornell University.

Kromě těchto interakcí je zde také takzvaná Kozaiova migrace, jejíž kořeny leží ve 20. letech minulého století. Kozaiův migrační mechanismus či Kozaiovu – Lidovu migraci vyvolává další planeta či hvězda v dotyčném hvězdném systému.

Blízká přítomnost „narušitele“ protáhne oběžnou dráhu exoplanety a slapové síly mateřské hvězdy vyvolají její postupnou migraci. Jak ukázaly výzkumy v posledních letech, řada exoplanet postižených Kozaiovou migrací má rozhozenou oběžnou dráhu.

Planety vznikají z disku plynu a prachu, který obkružuje mladou hvězdu. Rovina dráhy planety by proto měla plus mínus souhlasit s rovinou rovníku mateřské hvězdy. U některých planet tomu tak není a obě roviny svírají dost extrémní úhel.

Změřit tento úhel není úplně snadné. Jednou z možností je využít Rossiterův-McLaughlinův efekt, což je proveditelné jen u tranzitujících exoplanet. Nesleduje se však světelná křivka (jasnost) ale radiální (spektrum). Exoplaneta nejdříve zakryje tu část disku hvězdy, která se k nám vlivem rotace hvězdy přibližuje a poté tu část, která se od nás vzdaluje. Pokud není úhel mezi rovinou rovníku a rovinou oběžné dráhy nulový, je křivka radiálních rychlostí deformována.

Zvětšit obrázek

Ne každá hvězda má tak spořádané plynné obry. Kredit: Kalebmcardle, Wikimedia Commons.

Podle některých studií je orientace rovin drah migrujících horkých jupiterů nahodilá. Takže zatím paradoxně platí, že výjimečnou je rovina dráhy v souladu s rovníkem. Takové planety se vyskytují u chladnějších hvězd. Za vším může být fakt, že chladnější hvězdy působí na planetu snadněji slapovými silami a její oběžnou dráhu tak „vyladí“ k obrazu svému.

Nastal průlom?

Mezi největší záhady exoplanetárního výzkumu náležejí právě příčiny a mechanismy, které vedou k rozhození drah migrujících horkých jupiterů nebo chcete-li jinak: k nahodilému sklonu jejich drah. Natalia Storchová a její kolegové z Cornell University provedli počítačové simulace migrace horkých jupiterů vlivem Kozaiova mechanismu a dospěli k dosti odvážným a překvapivým závěrům.

Ačkoliv má planeta mnohem menší hmotnost než hvězda (dejme tomu tisícinu), je její vliv na hvězdu tak dramatický, že rozkolísá osu rotace hvězdy. Dochází u ní k mohutné precesi. Tím se samozřejmě mění rovina rovníku hvězdy. Viníkem pozorovaného stavu tedy není planeta, která změnila rovinu své oběžné dráhy, ale ve skutečnosti hvězda, jejíž osa rotace je vychýlená a tím se změnila i rovina rovníku. Vzhledem k tomu, že klíčové parametry (hmotnost planety, perioda rotace hvězdy) jsou pokaždé jiné, je následné rozkolísání patřičně rozmanité.

Literatura

Science 345: 1317-1321, Wikipedia (Hot Jupiter).

Psáno pro Exoplanety a osel.cz.