Planeta, která se v katalogu chová jako obalová pěna
Vezmi do ruky kus balicího polystyrenu, který chrání novou televizi v krabici, lehký, nadýchaný, s hustotou kolem 30 až 50 kilogramů na metr krychlový. Teď si představ kouli s poloměrem 9 248 245 metrů, tedy 1,45krát větší, než je poloměr Země. Podle jednoho z výpočtů, které NASA Exoplanet Archive vede pro exoplanetu Kepler-176 e, by taková koule měla stejnou hustotu jako ten polystyren: 41 kilogramů na metr krychlový. Jenže hned na začátku je potřeba přiznat: toto číslo není jediné, které archiv pro planetu nabízí, a jak se ukáže níže, dvě cesty výpočtu si navzájem odporují.
Metr
Hustota Země je 5 514 kilogramů na metr krychlový. Kepler-176 e má podle tohoto odhadu jen 41 kilogramů na metr krychlový, to je 0,007 až 0,01násobek zemské hodnoty, planeta je tedy zhruba 135krát řidší než kámen pod nohama. Podobně nízkou hustotu má ve svém oboru i exoplaneta Kepler-7b, jejíž naměřená hustota kolem 166 kilogramů na metr krychlový odpovídá přibližně stejnému polystyrenu, jen o něco hutnějšímu. I mezi exoplanetami tohoto typu by tak Kepler-176 e podle nízkého odhadu patřila k extrémům.
Jak to víme
Kepler-176 e objevil tranzitní metodou vesmírný dalekohled Kepler: planeta pravidelně zastiňovala svou hvězdu a z hloubky a délky tohoto zatmění se spočítal její poloměr. Objev popsal v roce 2016 tým okolo Daniela Mortona. Ze stejných pozorování vyšla i oběžná doba, 51,2 pozemského dne, při vzdálenosti od hvězdy 0,25654 astronomické jednotky (AU), jednotky, která odpovídá průměrné vzdálenosti Země od Slunce, tedy zhruba 149,6 milionu kilometrů. Hmotnost, 3,11 × 10²⁴ kilogramů neboli 0,52násobek Země, pochází z jiné sady měření, pravděpodobně z nepatrných změn v rychlosti hvězdy nebo v načasování tranzitů, přesná metoda u této planety není v katalogu upřesněná. Hustota samotná, těch 41 kilogramů na metr krychlový, ale žádný přístroj neukazuje přímo, je to dopočet: objem spočítaný z poloměru, hmotnost vydělená tímto objemem.
Proč se čísla perou
A právě tady vzniká problém. Výchozí, na katalogové stránce uváděná kombinace hmotnosti 3,11 × 10²⁴ kilogramů a poloměru 9 248 245 metrů dává po dopočtu objemu jinou hustotu, zhruba 940 kilogramů na metr krychlový, tedy hodnotu blízkou vodě a ledu, ne polystyrenu. Je to prostý výsledek vzorce hmotnost děleno objemem, žádné samostatné řešení z katalogu. NASA Exoplanet Archive totiž pro soustavu Kepler-176 vede celkem 36 různých řešení, podle různých odhadů hmotnosti a poloměru mateřské hvězdy, a nízká hodnota 41 kilogramů na metr krychlový patří k jednomu z nich, založenému na jiném odhadu vlastností hvězdy, než jaký katalog používá jako výchozí. I v rámci tohoto řešení je navíc nejistota obrovská: chyba měření dává rozmezí zhruba 23 až 82 kilogramů na metr krychlový. Obě hustoty tak v katalogu koexistují vedle sebe, aniž by archiv sám mezi nimi rozhodoval.
Otevřeno
Jestli je Kepler-176 e nafouklá koule plynu kolem malého pevného jádra, nebo spíš těleso ze směsi ledu a vody, se z dnešních čísel nedá poznat. Rozhodlo by to přesnější měření hmotnosti mateřské hvězdy, od ní se totiž odvíjí hmotnost i hustota planety samotné. Žádný snímek planety neexistuje a ani existovat nemůže: k dispozici je jen křivka poklesu jasnosti hvězdy při tranzitu a ilustrační kresba, kterou NASA ke katalogové stránce přikládá. Žádná fotografie, jen diagram označený jako umělecká představa. Případ Kepleru-176 e připomíná, že katalogová čísla u vzdálených planet nejsou jednou provždy daná, mění se s tím, jak se zpřesňují odhady vlastností jejich hvězd.