Krátký život exoplanet i jejich měsíců

21. září 2010
Planety v blízkosti hvězd nevydrží

Astronomové provedli dvě nezávislé počítačové simulace a dospěli ke stejnému výsledku. Některé exoplanety a některé měsíce exoplanet nevydrží na svých oběžných drahách dlouho a spadnou na své mateřské těleso.

V odborných kruzích se vedou debaty o tom, kdy se podaří pozorovat první měsíce exoplanet. Byl by to jistě symbolický milník a svým způsobem logické pokračování technického pokroku. Na dobu, kdy se budou měsíce exoplanet běžně objevovat si ale musíme počkat.

Horké těžké exoplanety
Nové počítačové simulace provedené na univerzitě ve francouzském Nice navíc ukazují, že měsíce některých exoplanet neobjevíme nikdy. Prostě proto, že neexistují. Tedy alespoň u exoplanet z kategorie, které říkáme horcí Jupiteři. To jsou planety o velikosti stejné nebo větší než náš Jupiter, ovšem s podstatně vyšší povrchovou teplotou. Ta je způsobena tím, že obíhají velmi blízko ke hvězdě. A protože těžké planety blízko hvězd se odhalují nejsnáze, zabírají horcí Jupiteři mezi známými exoplanetami většinu.

Padající měsíce
Jenomže právě u nich je existence měsíců nepravděpodobná. Počítačová simulace drah měsíců kolem takové planety ukázala, že měsíce by po určité době stihl dvojí možný osud. Ty blízké k planetě by na ni spadly a ty vzdálenější od planety by byly naopak vystrčeny do okolního vesmíru.

Najdeme měsíce u exoplanet?

To vše kvůli gravitačním silám. Vědci se totiž domnívají, že horcí Jupiteři vznikají dál od hvězd a pak se během asi jednoho statisíce let ke hvězdě přibližují. A při této migraci, která je doprovázena velkými změnami v gravitačních silách, o všechny své měsíce přijdou. Takže jedinou nadějí pro astronomy je, že by taková exoplaneta zachytila svůj měsíc až později, až poté, co se dostane blíže ke hvězdě.

Chybějící exoplanety
Ostatně další vědecká studie ukazuje, že těžký život mají nejen případné měsíce, ale i samotní horcí Jupiteři. Podle astronomů Johna Debese a Briana Jacksona z NASA mohou být některé exoplanety doslova požrány vlastními hvězdami.

Astronomové si už delší dobu kladou otázku, proč se nedaří nalézat exoplanety v kulových hvězdokupách. Tedy v kupách, kde poměrně blízko sebe existují desítky tisíc hvězd. Tyto hvězdokupy jsou pro astronomy výhodné. Na jednom snímku z dalekohledu lze měřit spoustu hvězd najednou a roste tak velmi i pravděpodobnost objevu exoplanet. Už před deseti lety se astronomové pokoušeli najít planety ve hvězdokupě 47 Tuc, kde je 34 000 hvězd. Předpokládali, že alespoň deset exoplanet objeví. Nenašli ani jedinou.

Kulová hvězdokupa 47 Tuc

Příliš mnoho hvězd
Důvodem je slapová gravitační síla, tedy stejná síla, která znemožňuje existenci i měsíců exoplanet. Exoplaneta velikosti Jupiteru obíhající třeba i čtyřikrát blíže své hvězdě než náš Merkur, je vystavena enormním silám. Navíc v prostředí hvězdokupy jsou exoplanety ovlivňovány nejen svou nejbližší hvězdou, ale také několika hvězdami v okolí. Stabilita oběžné dráhy takové planety je pak velice malá a planeta nemůže dlouhodobě obíhat po stejné dráze. Exoplanety třídy horkých Jupiterů tak už za dobu života hvězdokupy stačily napadat na své hvězdy a dnes se nám je proto nedaří nalézt.

Zánik exoplanety
Astronomové podpořili své úvahy o nestabilních drahách exoplanet pozorováním exoplanety WASP-12b. Ta byla objevena roku 2008 a jde o typický případ horkého Jupitera. Exoplanetě trvá jen 26 hodin, než oběhne svou hvězdu. Je u hvězdy tak blízko, že slapové síly změnily tvar planety a podobá se spíše vajíčku. Atmosféra planety je rozpálena na 2200 stupňů, má tedy hodně energie a toho právě využívá hvězda. Molekuly vzduchu, které jsou na obvodu planety se dostávají do sféry gravitačního vlivu hvězdy a ta tak postupně doslova vysává atmosféru exoplanety. Vědci tak mají k dispozici přímé pozorování toho, že planety příliš blízko svých hvězd nemohou dlouhodobě vydržet.

Hvězda vysává atmosféru své planety
Spustit audio
autor: Petr Sobotka