Vědci odhalili tajemství rotace exoplanet: Jak se točí vzdálené světy a co to říká o jejich vzniku?

Astronomové provedli dosud nejrozsáhlejší průzkum rotace exoplanet, který potvrdil dlouho předpovídanou souvislost mezi hmotností a rychlostí otáčení obřích planet a hnědých trpaslíků.

Astronomové provedli dosud nejrozsáhlejší průzkum rotace exoplanet, který potvrdil dlouho předpovídanou souvislost mezi hmotností a rychlostí otáčení obřích planet a hnědých trpaslíků. Pomocí Keckovy observatoře na Havaji tým vědců zkoumal 32 plynných obrů a hnědých trpaslíků ve vzdálených hvězdných systémech, včetně šesti planet větších než Jupiter a 25 hnědých trpaslíků.

Získaná spektroskopická data z přístroje Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC) ukázala, že plynné obří planety se točí rychleji než jejich masivnější protějšky, pokud se vezme v úvahu jejich hmotnost, velikost a stáří. Vědci také analyzovali historická data, aby vytvořili komplexní vzorek 43 hvězdných/subhvězdných společníků a obřích planet a 54 volně plujících hnědých trpaslíků a objektů planetární hmotnosti. Vedoucí autor studie Dino Chih-Chun Hsu z Northwestern University zdůraznil, že rotace je jakýmsi „fosilním záznamem“ o tom, jak se planeta formovala. Měřením rychlosti otáčení těchto světů lze začít skládat dohromady fyzikální procesy, které je utvářely před desítkami až stovkami milionů let.

Tento komplexní vztah je patrný například v systému HR 8799, kde se plynný obr, přibližně sedmkrát hmotnější než Jupiter, otáčí šestkrát rychleji než jeho hnědý trpaslík, který je 24krát hmotnější než Jupiter. Tento rozdíl lze vysvětlit interakcemi mezi magnetickým polem planety v jejím raném stádiu a cirkumplanetárním diskem, které způsobily ztrátu rotační rychlosti. Silnější magnetické pole masivnějšího společníka tak zpomalilo jeho rotaci. Pochopení tohoto vztahu mezi velikostí, hmotností a rotací pomáhá vědcům lépe poznat i historii naší Sluneční soustavy, neboť rozdělení momentu hybnosti mezi planetami ovlivňuje celkovou architekturu planetárního systému.

Výzkumný tým plánuje rozšířit své studie o zkoumání rotace volně plujících planet a složení jejich atmosfér. V tom jim pomohou přístroje nové generace, jako je připravovaný HISPEC (High-resolution Infrared Spectrograph for Exoplanet Characterization) na Keckově observatoři, který bude spuštěn v roce 2027. HISPEC umožní měřit rotaci ještě menších a vzdálenějších světů, což pomůže zjistit, zda je náš Jupiter typickým příkladem plynného obra.