Dráha s excentricitou 0,948: 57× výstřednější než ta naše
Excentricita 0,948. Nula by znamenala dokonalý kruh, číslo těsně pod jedničkou znamená elipsu vytaženou k prasknutí. Zemská dráha kolem Slunce má excentricitu 0,0167, prakticky kruh, rozdíl, který by auto v zatáčce vůbec nepoznalo. Dráha exoplanety HIP 66074 b je na stejné škále zhruba 57krát výstřednější (0,948 děleno 0,0167). Planeta prosviští kolem své hvězdy, otře se jí skoro o bok, a pak ji dráha odhodí pryč, do tmy, na měsíce.
Taková dráha patří obří planetě obíhající oranžového trpaslíka vzdáleného od nás 35 parseků, tedy asi 114 světelných let (jeden parsek je 3,26 světelného roku). Hodnotu 0,948 ± 0,004 změřil tým kolem Alessandra Sozzettiho kombinací sledování rychlosti hvězdy spektrografem HARPS-N na dalekohledu Telescopio Nazionale Galileo (program GAPS) a astrometrických dat mise Gaia; výsledek vyšel v časopise Astronomy & Astrophysics v roce 2023 a stejnou hodnotu uvádí i přehled NASA Exoplanet Archive. V katalogu exoplanet ji v době zveřejnění objevu předčila jen jedna planeta, HD 20782 b s excentricitou 0,97. Mimo tenhle jeden případ neměla HIP 66074 b konkurenci.
Jak to víme: hvězda, která se kymácela špatně
Příběh začal v roce 2022, kdy astrometrický program mise Gaia, sledující nepatrné posuny polohy hvězdy na obloze, způsobené gravitací planety, nahlásil u HIP 66074 kandidáta na obří planetu s drahou, která podle prvního odhadu vypadala téměř bokem k nám a jen mírně výstředně. Jenže když tým programu GAPS proměřil rychlost, jakou se hvězda nepatrně přibližuje a vzdaluje, pomocí spektrografu HARPS-N, naměřená amplituda vyšla patnáctkrát menší, než předpovídal odhad z dat Gaii.
Vysvětlení přišlo až s podrobnými simulacemi toho, jak Gaia svou oblohu vlastně skenuje: dráha planety je vidět téměř čelně, ne bokem, a právě tahle geometrie svádí metodu Gaii k podhodnocení výstřednosti. S opravou vyšlo číslo 0,948 a HIP 66074 b se stala první planetou, kterou Gaia nejdřív označila jako kandidáta a kterou pak potvrdilo následné měření rychlosti hvězdy. Objev tak vznikl ze sporu dvou metod, ne z jediného pozorování.
Proč selže představa postavená na sluneční soustavě
Jeden oběh trvá 310,9 pozemského dne, což je 2,686 × 10⁷ sekund, necelých 85 % zemského roku. Kdyby dráha byla jako ta zemská, vzdálenost od hvězdy by se za tu dobu měnila jen nepatrně. Tahle ale ne. Hlavní poloosa dráhy, tedy jakýsi průměrný poloměr elipsy, činí 0,799 astronomické jednotky (1,195 × 10¹¹ m), o něco méně, než kolik dělí Zemi od Slunce. V nejbližším bodě dráhy, v periastru, se ale planeta k hvězdě přiblíží podle odhadu jen na 0,04 astronomické jednotky, tedy necelých šest milionů kilometrů. Žádná planeta sluneční soustavy se své hvězdě takhle těsně nepřimkne a hned nato se od ní nevzdálí na vzdálenost skoro dvojnásobnou, než je ta průměrná. Taková houpačka vzdáleností nutně znamená, že osvit i teplota na planetě se musí během jediného oběhu měnit dramaticky, konkrétní čísla pro osvit nebo rovnovážnou teplotu ale tahle planeta zatím nemá nikde spolehlivě potvrzená, takže je lepší je nepoužívat jako hotový fakt.
Co zůstává otevřené
Co takhle protáhlou dráhu vlastně vytvořilo, gravitační šarvátka s jiným tělesem v soustavě, nebo pozůstatek bouřlivého vzniku soustavy, se z dostupných měření neví. Otevřená je i přesná hmotnost planety. Samotné měření rychlosti hvězdy dává jen spodní hranici, asi 0,8 hmotnosti Jupiteru. Kompozitní hodnota v archivu, založená na odhadu sklonu dráhy, mluví o pěti hmotnostech Jupiteru s nejistotou ±2, tedy zhruba 9,49 × 10²⁷ kg neboli 1 589 ± 636 hmotností Země, to je hmotnost, ne váha, planeta na oběžné dráze nic neváží. Protože je ale dráha natočená skoro čelně k nám, se sklonem pod 13 stupňů, zůstává tenhle odhad citlivý na chybu a může se s dalším měřením výrazně posunout.
Fotografie planety neexistuje a zatím ani vzniknout nemůže: žádný dalekohled ji nikdy přímo nezachytil. Prozradilo ji jen nepatrné chvění hvězdy, které pozorovatelé čtou z posunu jejích spektrálních čar, takže co dnes máme, jsou diagramy té dráhy, ne snímek samotné planety.