Planeta, která měla plout na vodě, dokud jsme si čísla nepřepočítali
Někde v tabulkách kolovalo číslo, které znělo jako dobrý vtip: planeta tak řídká, že by se vešla do vany a plavala na hladině jako korek. Katalogizovaná exoplaneta, ne oblak plynu, ne mlhovina, a přesto údajně lehčí než vzduch, kterým dýcháš. Jenže když se to samé číslo dopočítá znovu z hodnot, které si NASA k planetě Kepler-245 d skutečně vede, vyjde úplně jiný příběh.
Dosadíme hmotnost planety, 1,290×10²⁶ kilogramu (21,6krát víc než hmotnost Země), a její poloměr, zhruba 1,93×10⁷ metru, do vzorce pro objem koule. Výsledná hustota vychází na asi 4,29×10³ kilogramu na metr krychlový, tedy 4,29 gramu na centimetr krychlový. Voda má 1,000×10³ kg/m³, planeta je tedy zhruba čtyřikrát hustší. Země má 5 514 kg/m³, takže Kepler-245 d dosahuje asi 0,78násobku zemské hustoty. Žádný korek. Spíš kus horniny, jen o kousek odlehčené.
Odkud se vzalo to jiné číslo
Hodnota 11,1 kilogramu na metr krychlový, se kterou se planeta místy přirovnává k polystyrenu, se z katalogové hmotnosti a poloměru Kepler-245 d nedá odvodit, přepočet dává hustotu o víc než dva řády vyšší. Buď jde o starší, později opravenou verzi katalogu, nebo o chybu v přepisu čísel mezi zdroji. Ať tak nebo tak, přirovnání „lehčí než polystyren“ katalogovým datům neodpovídá a do popisu této planety nepatří.
Jak to víme
Kepler-245 d objevil vesmírný dalekohled Kepler tranzitní metodou, sledoval hvězdu Kepler-245 a zaznamenal pravidelný, drobný pokles jejího jasu pokaždé, když planeta přešla přes její kotouč. Objev byl ohlášen v roce 2014. Sama hvězda je chladnější a menší než Slunce: spektrální typ K1, zhruba 0,8násobek sluneční hmotnosti i poloměru, povrchová teplota kolem 5 100 kelvinů. Planeta ji obíhá po téměř kruhové dráze (výstřednost 0,0) ve vzdálenosti 0,202 astronomické jednotky, tedy zlomku průměrné vzdálenosti Země od Slunce, asi 3,022×10¹⁰ metru, a jeden oběh jí trvá 36,3 dne.
Dalekohled ale neviděl planetu samotnou, natož její hustotu. Změřil jen zeslabení hvězdného světla a jeho periodu. Z hloubky tohoto poklesu se teprve odvozuje poloměr planety; hmotnost se dopočítává jinou cestou, kterou katalog neuvádí. Hustota je tak číslo postavené na dvou odvozených hodnotách najednou, a nese nejistotu obou.
Co zůstává otevřené
I samotný rozměr planety má drobnou trhlinu: katalog NASA udává poloměr jako 0,27násobek poloměru Jupiteru, což vychází na zhruba 1,89×10⁷ metru, zatímco přepočet přes poloměr Země dává 1,93×10⁷ metru. Rozdíl je malý, kolem dvou procent, ale nevysvětlený, patrně jde o zaokrouhlení mezi verzemi katalogu, ne o chybu měření. Podobně se liší i vzdálenost hvězdy Kepler-245 od Sluneční soustavy: jeden zdroj uvádí 2 878,8 světelného roku (882,6 parseku, jednotky, kde jeden parsek odpovídá 3,26 světelného roku), jiný výpočet vychází blíž ke 2 810 světelným rokům. A úplně otevřená zůstává otázka, jakou metodou se hmotnost planety vlastně určila, jestli z gravitačního vlivu na sousední tělesa v soustavě, nebo z modelu, který hmotnost jen odhaduje podle poloměru.
Fotografii Kepler-245 d nemá nikdo. Žádný dalekohled ji nerozlišil jako bod světla oddělený od její hvězdy, natož jako kotouč. Co existuje, je křivka jasu, graf poklesu a návratu světla při každém tranzitu, a k tomu umělecké představy plynatých exoplanet, které NASA zveřejňuje jako ilustrace, nikdy jako snímky. Číslo 4,29×10³ kg/m³ je zatím to nejpevnější, co o této planetě máme. I ono čeká na další revizi katalogu.