W gwiazdozbiorze Jaszczurki kryje się niezwykle spuchnięta planeta – większa o 20% od przewidywań obecnie obowiązującej teorii. Obiega swoją gwiazdę 7 razy bliżej niż Merkury Słońce, a jej promień to około 1,3 promieni Jowisza. To odkrycie może prowadzić do rewizji teorii kreacji systemów planetarnych we Wszechświecie.

Używając sieci małych, zautomatyzowanych teleskopów znanej jako HAT naukowcy ze Smithsonian Institute odkryli planetę obiegającą swoją gwiazdę podobną do Słońca w odległości ponad 7 razy mniejszej niż Merkury obiega naszą gwiazdę dzienną. Projekt HAT został zainicjowany przez Bohdana Paczyńskiego w 2001 roku, i jego pierwotnym celem było użycie małych, zautomatyzowanych teleskopów połączonych w sieć do “przeczesywania” nieba w celu monitorowania jasnych gwiazd zmiennych.

W 2003 roku rozpoczęło się poszukiwanie planet metodą tranzytową. Od tego momentu projekt rozrósł się do tego co obecnie nazywamy HATNetem – sieci teleskopów HAT w FLWO w Arizonie i w SAO na Manua Kea. HAT to skrót od Hungarian Automated Telescope, czyli Węgierski Zautomatyzowany Teleskop. Jest to prawdziwie zautomatyzowany proces badawczy – każdej bezchmurnej nocy teleskopy same dokonują obserwacji, a każdy pokrywa podczas pojedynczej ekspozycji obszar 300 razy większy od tarczy Księżyca.

Metoda tranzytowa polega na obserwowaniu wielu gwiazd jednocześnie i wynajdywaniu bardzo małych zmian jasności, które mogą wynikać z przechodzenia planety pomiędzy badaną gwiazdą a nami. Takie przejscie planety pomiędzy obserwatorem a gwiazdą, czyli własnie tranzyt jest wspaniałą okazją do poznania właściwości fizycznych planety na podstawie pociemnienia gwiazdy i badania jej widma w którym mogą się znaleźć ślady gorących gazów z atmosfery kosmicznego wędrowca. W połączeniu z masą obliczoną po zmierzeniu “chybotania” gwiazdy przez przyciąganie grawitacyjne jej małego towarzysza naukowcy są w stanie oszacować gęstość planety.

FLWO to skrót od Fred Lawrence Whipple Observatory (Obserwatorium Freda Lawrence`a Whipple`a) w Arizonie, założonego w latach 60-tych XX wieku. Znajdują się tam cztery mniejsze teleskopy działające w ramach projektu HAT.

Nowy obiekt to kolejny gorący Jowisz. Zaobserwowane przypadki przebywania gorących, a nawet bardzo gorących Jowiszów w pobliżu innych gwiazd wskazują na to, że “być może spoglądamy na zupełnie nową klasę planet“- jak mówi Gaspar Bakos, członek ekipy Teleskopu Kosmicznego Hubble`a z Harwardzko-Smithsoniańskiego Centrum Astrofizyki. Jest on współautorem projektu sieci HAT, i głównym autorem pracy opisującej odkrycie.

Dotąd to Saturn był flagowym przykładem planety o małej gęstości, a konkretnie mniejszej od wody. HAT-P-1, nawet jeśli nie przewyższa znacząco rozmiarami największej dotąd OGLE-TR-10, ma o wiele mniejszą gęstość – zaledwie 1/4 gęstości wody! Astronomowie porównują ją do gęstości korka. Oznacza to, że gdyby znaleźć odpowiednio dużą wannę (przynajmniej 200 000 km szerokości ;), to HAT-P-1 pływałaby na powierzchni.

Diagram wykazujący zależność masy od promienia kilku znanych pozasłonecznych planet tranzytujących, a także dla porównania Jowisza i Saturna. Widzimy że HAT-P-1 ma spośród nich najmniejszą gęstość. Wszystkie zostały odkryte po 2004 roku.

Ze względu na odległość, przeszło 20 razy mniejszą niż odległość Ziemi od Słońca, okres obiegu nowoodkrytej planety jest bardzo krótki – wynosi zaledwie 4,5 dnia. Za każdym razem przechodząc przed tarczą gwiazdy powoduje jej spadek jasność o 1,5% na ok. 2 godziny, po czym gwiazda powraca do swej pierwotnej jasności.

Wykres pokazujący zaobserwowane zmiany jasności gwiazdy ADS 16402 B z teleskopoów HAT-5 i HAT-8. Okres zmian to 4,45 dnia. Jest równy okresowi obiegu planety HAT-P-1 dookoła tej gwiazdy.

Zdjęcie po lewej o wymiarach 70’x70′ ukazuje typowe zdjęcie wykonane teleskopem HAT-5. Układ podwójny ADS 16402 znajduje się pośrodku czerwonego kwadracika (światło dwóch gwiazd zlało się w jedną plamkę). Zdjęcie po prawej to powiększenie obszaru zaznaczonego na rysunku po lewej, wykonane przez 1,2 metrowy teleskop z FLWO. Ma 6,8′ na 6,8′ – na nim już wyraźnie rozdzielono ADS 16402A i B (zaznaczona krzyżykiem), dookoła której krąży planeta HAT-P-1.

Układ podwójny zawierający nową planetę można zobaczyć nawet przez lornetkę, jednakże nie będzie możliwe rozdzielenie jego składników. Dzieli je w przestrzeni odległość 1500 jednostek astronomicznych -światło potrzebowałoby na przebycie tego dystansu ponad 8 dni! Obie gwiazdy tworzące układ są podobne typem widmowym do Słońca, ale są “nieco” młodsze – o około miliard lat.

Wspomniane na początku “przypadki gorących jowiszów” zaczęły się od HD 209458b, która jako pierwsza została odkryta metodą tranzytową, także “spuchła” o około 20% w stosunku do teorii. Dla porównania, HAT-P-1 jest większa w stosunku do przewidywań teorii o 24%. Możliwe, że model teoretyczny opisujący równowagę wewnętrzną i rozkład mas olbrzymów trzeba będzie dopasować do zmieniających się faktów.

Na jedenaście znanych planet tranzytujących już nie tylko jedna a dwie są znacznie większe i rzadsze niż być powinny wedle teorii” – stwierdził Robert Noyes – współautor pracy. “Nie możemy zlekceważyć przypadków HD 209458b i HAT-P-1. Stanowią one wyjątki od reguły, i być może jeśli okażą się one częstsze będziemy musieli zrewidować nasze teorie powstawania planet“.

Artystyczna wizja przedstawiająca parującą pozasłoneczną planetę HD 209458b krążącą zaledwie 7 milionów kilometrów od swojej gwiazdy.

Rozpatrywano różne modele które mogłyby wyjaśnić duże rozmiary HD 209458b, ale żaden nie był w pełni satysfakcjonujący dla naukowców. Jeden z rozpatrywanych sposób by “nadmuchać” te olbrzymy do jeszcze większych rozmiarów niżby to wynikało z odległości od gwiazdy to dodać w równaniach opisujących strukturę planety dodatkowe ciepło – z wnętrza. Bliskość gwiazdy nie jest w stanie wytłumaczyć takiego powiększenia objętości planet – gdyby była to jedyna przyczyna, to czemu pozostałe 9 znanych planet orbitujących w podobnych warunkach nie ma ta wysoce niestandardowych wymiarów?

Inną możliwością dostarcenia dużych ilości energii do planetarnego wnętrza jest obrócenie jej osi obrotu o 90 stopni, jak w przypadku Urana w Układzie Słonecznym. Wtedy siły pływowe rozciągające planetę powodowałyby rozgrzewanie jej wnętrza. Jest jednak jedno “ale”. Przede wszystkim, na co wskazuje Matthew Holman, “okoliczności sprzyjające obróceniu planety w tak dziwny sposób są na tyle niecodzienne, że mało prawdopodobnym jest by taka hipoteza opisywała obydwa rozpatrywane przypadki“.

Dimitar Sasselov, współautor pracy podpowiada inne rozwiązanie. “Początkowo myśleliśmy nad siłami pływowymi powstającymi w przypadku wysoce ekscentrycznych orbit ciał, ale ostatnie obserwacje raczej wykluczyły tą możliwość“.

Być może coś jeszcze innego sprawia że HAT-P-1 jest ponad 20% większa niż powinna? Z pewnością nie znamy jeszcze wielu możliwych losów planet, które mogą w efekcie doprowadzić do wniosku, że nasz Układ Słoneczny wcale nie jest typowym układem planetarnym. Odkryto już ponad 200 planet pozasłonecznych. Ich ciągle uaktualniana lista jest dostępna na stronach Europejskiej Agencji Kosmicznej.

Powyższe odkrycia przypominają o jeszcze jednym – ciągle ulepszane możliwości sprzętu obserwacyjnego i technik badawczych pozwalają dostrzec coraz bardziej osobliwe obiekty.

Dla pisarzy science – fiction daje to niesamowite pole do popisu, zaś dla nas dobre prognozy na przyszłość – nasz Układ Słoneczny nie jest w końcu niezastąpiony.

Autor

Krzysztof Suberlak

Komentarze

  1. Muzin    

    100- krotna pomyłka… — Jezeli chodzi o gęstośc to nie 25 a 0,25 g/cm^3… “prawie” robi wielką róznice ;]

    1. Chris    

      re — Zgadza się, poprawione 🙂

Komentarze są zablokowane.