Student World

Planety by měly obíhat přibližně v rovině, která je podobná rovině rovníků mateřské hvězdy. Mnoho horkých jupiterů ale obíhá pod značnými úhly vůči této rovině. Proč?

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.

Několik týmů se přesto snažilo ulovit první exoplanety. Nakonec se jim to povedlo, ale rybník jim jako první vypálili dva Švýcaři. Exoplaneta 51 Peg b byla trochu jiná, než se čekalo. Obří planeta neobíhala okolo svého slunce jednou za 10, 12 let ale za 4 dny!

Později byly objeveny další podobné planety, kterým říkáme horcí jupiteři. Dnes už také víme, že vznikají v souladu s teoriemi daleko od svých hvězd a poté migrují.

Existují několik typy 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

Kromě těchto interakcí je zde také Kozaiova migrace, jejíž kořeny leží ve 20. letech minulého století.
Kozaiův migrační mechanismus či Kozaiova – Lidova migrace je způsobena existencí další planety v systému nebo přítomností další hvězdy.

Blízká přítomnost „narušitele“ protáhne oběžnou dráhu exoplanety a slapové síly mateřské hvězdy způsobí 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. Jak vypadá disk asi netřeba upřesňovat. Rovina dráhy planety by 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 snadné. Jednou z možností je Rossiterův-McLaughlinův efekt, který je proveditelný 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.

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

Nastal průlom?

Jednou z největších záhad exoplanetárního výzkumu jsou 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 a dospěli k dosti odvážným a překvapivým závěrům.

Ačkoliv má planeta mnohem menší hmotnost než hvězda (velmi zhruba řekněme tisícinu), je její vliv na hvězdu tak dramatický, že rozkolísá osu rotace hvězdy. Tím se samozřejmě mění rovina rovníku hvězdy. Není to tedy planeta, která změnila rovinu své oběžné dráhy, ale hvězda, jejíž osa rotace je vychýlena a tím se mění i rovina rovníku.

Vzhledem k tomu, že klíčové parametry (hmotnost planety, perioda rotace hvězdy) jsou pokaždé jiné, je následné rozkolísání chaotické.

Převzato z webu Exoplanety.cz, upraveno.

autor Petr Kubala