HST pozoroval hvězdu pojídající svoji planetu

Pravděpodobně nejteplejší známá planeta v Mléčné dráze může mít před sebou jen krátký život. K smrti odsouzené těleso je postupně pojídáno svojí mateřskou hvězdou. Vyplývá to z pozorování, uskutečněných novým přístrojem na palubě Hubblova kosmického dalekohledu HST. Tím přístrojem je kamera COS (Cosmic Origins Spectrograph). Z výpočtů vyplývá, že nejpozději za 10 miliónů roků pozře hvězda poslední sousto a planeta přestane existovat.

Tento hrůzostrašný osud čeká exoplanetu s názvem WASP-12b. Obíhá tak blízko mateřské hvězdy podobné Slunci, že její povrch je zahříván na vysokou teplotu kolem 1540 °C. Mohutné gravitační síly hvězdy formují planetu do podoby ragbyového míče. V důsledku vysoké teploty je její atmosféra nafouklá do vzdálenosti téměř tří poloměrů planety Jupiter (tj. více než 200 000 km) a postupně přetéká na hvězdu. Hmotnost planety je asi o 40 % vyšší než hmotnost Jupiteru.

Takovýto efekt výměny hmoty mezi dvěma vesmírnými tělesy je obvykle pozorován v těsném binárním hvězdném systému, avšak zde vůbec poprvé vidíme stejný úkaz mezi planetou a její mateřskou hvězdou.

„Pozorujeme zde obrovský oblak materiálu kolem planety, který od ní uniká a v okolí hvězdy vytváří nápadný prstenec. Určili jsme přítomnost chemických prvků, doposud nikdy nezaznamenaných na planetě mimo Sluneční soustavu,“ říká vedoucí týmu Carole Haswellová (Open University, Velká Británie).

Výsledky pozorování byly publikovány 10. 5. 2010 ve vydání časopisu Astrophysical Journal Letters.

V teoretickém pojednání, publikovaném ve vědeckém časopise Nature, které v únoru letošního roku zveřejnil Shu-lin Li (Department of Astronomy, Peking University, Beijing), bylo poprvé předpovězeno, že povrch planety by mohl být zdeformován gravitací hvězdy a že gravitační slapové síly mohou nitro planety natolik zahřát, že nastane rychlá expanze její vnější atmosféry. HST nyní tyto předpoklady potvrdil.

WASP-12 je hvězda typu žlutého trpaslíka, která je od Země vzdálena 600 světelných let a její poloha se promítá do souhvězdí Vozky (Auriga). Její exoplaneta WASP-12b byla objevena v roce 2008 ve Velké Británii v rámci programu Wide Area Search for Planets (WASP). Automatizované zařízení pátrá po pravidelně se opakujících nepatrných poklesech jasnosti hvězd v důsledku přechodu tělesa planetárních rozměrů před kotoučkem hvězdy – úkaz je označován jako tranzit, při němž dochází k nepatrnému (ale měřitelnému) poklesu jasnosti hvězdy. Horká planeta obíhá tak blízko své hvězdy, že jeden oběh vykoná za 1,1 dne (což je délka místního „roku“).

Nevídaná citlivost kamery COS na ultrafialové záření umožnila studovat světlo slábnoucí hvězdy v okamžiku, kdy před ní procházela mnohonásobně menší planeta. Pozorování v UV oboru ukazují, že absorpční čáry hliníku, cínu, manganu a mnoha dalších prvků se staly mnohem výraznější v okamžiku přechodu planety před hvězdou. To znamená, že se tyto prvky nacházejí jak v atmosféře hvězdy, tak i v atmosféře planety. Skutečnost, že spektrograf COS může detekovat tyto charakteristiky vzdálené exoplanety, poskytuje přesvědčivý důkaz, že atmosféra planety je velmi nafouklá, protože je zahřátá na vysokou teplotu.

Výsledky UV spektroskopie byly rovněž použity k výpočtu světelné křivky a k přesnému zjištění, jak velká část světla hvězdy je zablokována během přechodu planety před kotoučkem hvězdy. Hloubka světelné křivky umožnila týmu kolem spektrografu COS velice přesně vypočítat průměr exoplanety. Zjistili, že absorpce UV záření nastává v exosféře planety, která má mnohem větší rozměr, než by odpovídalo planetě o hmotnosti 1,4 hmotnosti Jupiteru. Atmosféra planety je tak nafouklá, že její poloměr překračuje tzv. Rocheův lalok, což je gravitační rozhraní, za kterým již materiál uniká nenávratně z přitažlivosti planety a dostává se do sféry vlivu mateřské hvězdy.

Zdoj: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2010/15/full/

autor: František Martinek