Exoplanety nadále překvapují astronomy

Astronomové objevili již 188 planet mimo naši Sluneční soustavu. Mezi nimi je i 10 exoplanet, které byly objeveny na základě poklesu jasnosti pozorované hvězdy díky tomu, že došlo k přechodu neviditelné planety před kotoučkem hvězdy - tzv. tranzit (obdobou je pozorování přechodu Merkuru či Venuše přes sluneční disk). Předpokladem je seřazení Země, exoplanety a hvězdy do jedné přímky. Z tohoto důvodu je možné pozorovat především přechody obřích exoplanet, jejichž dráhy se nacházejí poměrně blízko mateřské hvězdy. Planety tohoto typu označují astronomové termínem "horký Jupiter". Touto metodou doposud objevené exoplanety mají hmotnosti v rozmezí od 110 do 430 hmotností Země. Častěji se však hmotnosti exoplanet vyjadřují v hmotnostech Jupitera, největší planety Sluneční soustavy. Jupiter svojí hmotností 318krát převyšuje hmotnost Země.

Nehledě zatím na malý počet tranzitních planet, mohou však být klíčem k poznání procesu formování planetárních soustav. Zatím totiž pouze u těchto planet jsme schopni určit nejen jejich přibližnou hmotnost, ale i průměr. Tyto veličiny pak umožní vypočítat jejich střední hustotu a odhadnout jejich chemické složení. Avšak pro získání přesných údajů je nutné znát ještě vnitřní strukturu planet.Situace je o to složitější, že nemáme dostatečné množství informací o chování látky při mimořádně vysokých tlacích (tlak uvnitř obřích planet více než miliónkrát převyšuje hodnotu atmosférického tlaku na zemském povrchu). Při předběžných výzkumech devíti tranzitních exoplanet, známých v dubnu 2006, se podařilo více či méně přesně určit strukturu pouze u nejméně hmotné planety. Jak se ukázalo, je složena z masivního jádra, složeného z těžkých kovů (o hmotnosti přibližně 70 hmotností Země) a z obálky, složené z vodíku a helia, jejíž hmotnost dosahuje 40 hmotností Země. Také bylo známo, že ze zbývajících 8 exoplanet se 6 skládá především z vodíku a helia, podobně jako Jupiter či Saturn, avšak hmotnosti jejich případných jader se nepodařilo určit. Poslední dvě obří exoplanety se ukázaly být příliš hmotné a jejich stavbu nelze popsat jednoduchými modely.

Porovnáním všech dosavadních předběžných údajů a zahrnutím do výpočtů dvou mimořádně hmotných planet poprvé tým evropských astronomů, jehož vedoucím byl Tristan Guillot (CNRS), určil, že všech 9 tranzitních planet má podobné vlastnosti, tj. že jsou složeny z jader o hmotnosti od 0 (jádro chybí nebo je příliš malé) do 100 hmotností Země a z plynných obálek. Z toho vyplývá, že některé planety typu "horkého Jupitera" musí obsahovat mnohem více těžkých kovů, než se předpokládalo. Při porovnání hmotnosti těžkých kovů v planetách s obsahem kovů v jejich mateřských hvězdách astronomové rovněž objevili určitou korelaci. Planety, které se zformovaly na oběžných drahách kolem hvězd, které obsahují podobné množství kovů, jako například naše Slunce, obsahují ve svém nitru malá jádra. Naopak planety, které vznikly kolem hvězd, obsahujících 2 až 3krát více kovů než Slunce, mají ve svém nitru jádra mnohem větších rozměrů.

Současné modely vzniku planet nemohou vysvětlit přítomnost velkého množství těžkých kovů v planetách typu "horký Jupiter". Takto získané výsledky svědčí o tom, že je nutno současné modely formování planetárních soustav přepracovat.

Tato korelace mezi složením hvězdného a planetárního materiálu bude nejspíše potvrzena při dalších objevech exoplanet astrometrickou metodou (sledováním poklesu jasnosti hvězdy při "zastínění" planetou - tzv. tranzit). Je zajímavé, že výsledky dosavadních pozorování vysvětlují, proč je těžké tyto planety objevit pozemními pozorovacími prostředky: většina těchto exoplanet obsahuje ve svém nitru velmi hmotné jádro, a proto mají menší rozměry, než astronomové doposud předpokládali. V říjnu tohoto roku se plánuje vypuštění kosmické observatoře COROT. Tato astronomická družice by měla podle předpokladu objevit a určit charakteristiky několika desítek tranzitních exoplanet v okolí cizích hvězd včetně planet malých rozměrů a planet na vzdálených oběžných drahách.

Na závěr je nutné říci několik slov o desáté objevené tranzitní exoplanetě XO-1b, která byla objevena teprve nedávno pomocí velmi levného amatérsky vyrobeného dalekohledu. Jedná se o mimořádně velkou planetu, obíhající kolem hvězdy slunečního typu. Výzkumy ukázaly, že má ve svém nitru velmi malé jádro, což zcela zapadá do nastíněné korelace mezi chemickým složením materiálu, ze kterého vznikla hvězda a planeta.

Zdroj: novosti-kosmonavtiki.ru
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí