Planeta, která by plavala na vodě
Představte si vanu tak obrovskou, že by se do ní vešla planeta velká jako Jupiter. Ta planeta by na hladině plavala jako korek na rybníku, a ne proto, že by byla malá, ale proto, že je skoro prázdná. Její hustota vychází na 38 kilogramů na metr krychlový, s nejistotou plus minus 8 kilogramů na metr krychlový. Voda má hustotu 1 000 kilogramů na metr krychlový, planeta je tedy asi 26krát řidší. Jmenuje se TOI-791 b a obíhá hvězdu TOI-791, vzdálenou 341 parseků, tedy zhruba 1 113 světelných let.
Proč zrovna voda jako metr? Je to jediná tekutina, kterou si každý umí představit v konkrétním objemu, a „vejde se do vany” funguje líp než gramy na centimetr krychlový. Srovnání s polystyrenem, které se u takhle nafouknuté planety nabízí samo, je zrádnější, než vypadá. Pěnový polystyren má podle druhu hustotu zhruba 10 až 50 kilogramů na metr krychlový, tvrdé stavební desky jinou než měkká obalová pěna kolem televize. TOI-791 b by se do tohoto rozsahu vešla, ale protože pro polystyren neexistuje jedno „úřední” číslo, nejde s jistotou tvrdit, že je planeta lehčí než on. Bezpečně ověřené zůstává srovnání s vodou, a 26násobek je propast, kterou pocítíte, i kdyby ta vana nikdy nebyla napuštěná.
Jak to víme
TOI-791 b se poprvé mihla v datech družice TESS jako pouhé podezření. V roce 2019 ji jako kandidáta označili dobrovolníci z občanského vědeckého projektu Planet Hunters TESS, kteří procházeli grafy jasnosti hvězd. Jistotu přinesl až teleskop ASTEP na Antarktidě, který v roce 2026 zachytil opakované, celé přelety planety přes její hvězdu, tranzity trvající přes 11 hodin, nejdelší, jaké se kdy podařilo pozorovat vcelku ze zemského povrchu. Proto se za rok potvrzeného objevu bere rok 2026, i když první stopa je o sedm let starší.
Tranzitní fotometrie, tedy měření, jak hvězda na chvíli ztemní, když před ní planeta přeletí, dala poloměr: 6,94 × 10⁷ metrů, asi 10,9násobek poloměru Země. Hmotnost se spočítala jinou cestou, z drobných odchylek v časování tranzitů, které způsobuje gravitační tahanice se sousední planetou TOI-791 c. Vyšlo 5,67 × 10²⁵ kilogramů, asi 9,5krát víc než hmotnost Země. Hustota 38 kilogramů na metr krychlový je tedy odvozená hodnota, podíl dvou samostatně zjištěných čísel, ne jedno přímé měření.
Víc hmoty, míň hutnosti
Zdravý rozum říká, že devětapůlkrát těžší planeta má být i hutnější. TOI-791 b dělá opak, patří mezi nejřidší obří planety, jaké se kdy podařilo změřit. Za tím stojí nejspíš nafouknutý obal vodíku a helia, který roztáhne poloměr tak, že přehluší přidanou hmotu, podobně jako nahuštěný balonek, kde víc vzduchu uvnitř znamená lehčí dotek, ne těžší. Planeta obíhá hvězdu ve vzdálenosti 0,602 astronomické jednotky (astronomická jednotka je definovaná jako průměrná vzdálenost Země od Slunce, 149,6 milionu kilometrů) jednou za 139,3 dne. Tenhle typ planet nosí v oboru neformální přezdívku „super-puff”, objemem obr, hmotou skoro trpaslík.
Co ještě nevíme
Jaké je nitro planety doopravdy, zatím nikdo neviděl. Model malého skalnatého nebo ledového jádra obaleného tlustou vrstvou vodíku a helia sedí k naměřené hustotě, ale je to model, ne pozorování. Teplota 434,3 kelvinu, která se u planety uvádí, je taky dopočet, rovnovážná teplota odvozená ze svitu mateřské hvězdy, ne odečet z teploměru. A jestli za nafouknutím stojí hlavně záření hvězdy, nebo spíš gravitační souhra se sousední planetou, zůstává otevřenou otázkou, kterou autoři objevu sami označují jako hypotézu k dalšímu ověření.
Fotografii TOI-791 b nikdy neuvidíte. Žádný dalekohled na ni nemíří přímo, jen sleduje stín, který vrhá na vlastní hvězdu. Všechno, co o ní víme, stojí na jediném grafu, na tom, jak jasnost vzdálené hvězdy na pár hodin klesne a zase se vrátí.