Žárovkové vlákno, které by se tu neroztavilo
Vlákno staré žárovky bývalo z wolframu, kovu, který se taví až při 3 422 °C, tedy 3 695 K. Žádná běžná pec se té teplotě ani nepřiblíží. Podle modelu se jí ale dokáže přiblížit i rovnovážná teplota plynové obří planety WASP-33 b, ne hvězdy, planety –, a to na tři čtvrtiny cesty. Obíhá vlastní hvězdu nějakých 397 světelných let od nás.
Metr: tři čtvrtiny cesty k roztavení kovu
Katalogová teplota planety je 2 781,7 kelvinu, po odečtení 273,15 asi 2 508 °C. Bod tání wolframu leží u 3 695 K, tedy 3 422 °C. Vydělíme-li jedno číslo druhým, vyjde poměr kolem 0,75, planeta se drží těsně pod třemi čtvrtinami teploty, při které by se roztavil nejžáruvzdornější běžný kov, ale ani náhodou ji nepřekonává. Obě hodnoty jsou ve stejné jednotce, bez přepočtů navíc, jen teplota vedle teploty. Je ale potřeba dodat: tohle číslo nepatří jen denní straně. Je to rovnovážná teplota počítaná za předpokladu, že planeta teplo rovnoměrně rozprostře po celém povrchu a nic z dopadajícího světla neodrazí.
Jak to víme
Planetu odhalila tranzitní metoda v roce 2010: přístroje zaznamenaly, jak pravidelně klesá jas hvězdy WASP-33, kdykoli před ní planeta prochází. Klasickým měřením radiální rychlosti ji ale potvrdit nešlo, hvězda se otáčí tak rychle (86 kilometrů za sekundu), že rozmazává vlastní spektrální čáry. Tým kolem Andrewa Colliera Camerona proto použil dopplerovskou tomografii, mapování stopy, kterou planeta zanechává ve spektru hvězdy při přechodu. WASP-33 se navíc ukázala jako proměnná hvězda typu delta Scuti, která sama pravidelně mění jasnost, a WASP-33 b je první tranzitující planeta objevená právě u takové hvězdy.
Samotných 2 781,7 kelvinu ale žádný teploměr nezměřil. Je to odhad: rovnovážná teplota dopočtená z jasnosti a vzdálenosti hvězdy za zjednodušujícího předpokladu, že planeta neodráží světlo a teplo si rovnoměrně rozprostře po celém povrchu. Tým astronoma Smithe v roce 2011 pozoroval zákryt planety, jak mizí za hvězdou a zase se objevuje, a z toho odvodil takzvanou jasovou teplotu kolem 3 620 kelvinu, tedy dost odlišné číslo získané úplně jinou metodou. Novější rozbor podobných dat (von Essen a kol. 2020) kreslí ještě jiný obrázek: denní strana by mohla být rozpálená až na 3 014 K, noční strana chladne na 1 605 K. Pokud to platí, planeta si teplo mezi dnem a nocí nepředává skoro vůbec, a žádné z těchto čísel se nerovná té jedné katalogové hodnotě z nadpisu.
Proč selže odhad podle oka
Poloměr planety je 17,86násobek poloměru Země, hmotnost 2,093násobek hmotnosti Jupiteru, v přepočtu 3,973 × 10²⁷ kilogramů. Z těchto dvou změřených čísel se dá dopočítat hustota: vychází kolem 642 kilogramů na metr krychlový, míň než má voda s 1 000 kg/m³. Je to odvozený odhad, ne přímo katalogová hodnota, ale ukazuje přesně to místo, kde selhává odhad podle oka, velikost a hmotnost tu neporostou stejným tempem. Kolem hvězdy navíc oběhne za 1,21987089 dne, tedy 29,3 hodiny, 105 396,845 sekundy. Rok na WASP-33 b je kratší než jeden pozemský den a noc dohromady.
Otevřeno
Jestli má atmosféra planety teplotní inverzi, vrstvu, kde teplota s výškou stoupá místo klesá, zůstává sporné. První náznaky zveřejnil tým Haynese v roce 2015, pozdější práce si protiřečí. Přesně popsat, jak si rozpálená denní strana vyměňuje teplo s tou noční, literatura zatím neumí. Samotná hmotnost je taky otevřená otázka: kvůli rozmazanému spektru rychle rotující hvězdy dal tým z roku 2010 jen horní odhad 4,1násobku hmotnosti Jupiteru; hodnota 2,093 Jupiteru, kterou NASA Exoplanet Archive vede jako aktuálně preferovanou, pochází z jiné metody výpočtu.
Ilustrace, ne fotka
Žádný dalekohled WASP-33 b nevyfotografoval a ani nemohl, planeta se prozrazuje jen nepatrným zatměním mateřské hvězdy, ne viditelným diskem. Cokoliv, co pod jejím jménem koluje, je umělecká představa podle modelovaných dat, ne snímek z Hubbla nebo Webba. Rozdíl mezi „vyfotili jsme” a „domysleli jsme” je tady celá ta věda.