Dvakrát větší než Jupiter, a přesto lehčí než voda
Je to obr, který by se ve vaně dost velké na to, aby ho pojala, vůbec nepotopil. Poloměr HAT-P-41 b vychází na 146 600 kilometrů, podle katalogové stránky NASA o exoplanetách zhruba dvojnásobek poloměru Jupiteru. Jenže hmoty je v té kouli žalostně málo. Dopočítaná hustota vychází na pouhých 171 kilogramů na metr krychlový, necelá pětina hustoty vody. Kdyby se našla vana dost velká, planeta by se na hladině vznášela jako nafukovací míč.
Jupiter jako metr
Poloměr HAT-P-41 b v metrech je 1,466 × 10⁸ m. Poloměr Jupiteru se bere jako 6,99 × 10⁷ m. Ten poměr vychází na dvojnásobek, přesně tak planetu vede katalogová stránka NASA o exoplanetách, jako 2,05násobek poloměru Jupiteru. Souhrnný katalog NASA Exoplanet Archive dává stejné číslo vedle Země: 22,98násobek zemského poloměru. Obě srovnání mluví o tomtéž tělese, jen jiným metrem, a vždycky jde o poloměr, ne o průměr, a rozhodně ne o hmotnost. Jupiter je zvolený metr záměrně: je to planeta, kterou máš v hlavě jako největší v celé sluneční soustavě. HAT-P-41 b ji v poloměru přerostla. V hmotnosti ne.
Jak to víme
Nikdo HAT-P-41 b nikdy nevyfotografoval. V srpnu 2012 ji objevila přehlídka malých automatizovaných dalekohledů HATNet, které po celé obloze hlídají jas hvězd a hledají jeho pravidelné poklesy. U hvězdy HAT-P-41 se jas snižoval pokaždé, když planeta přešla mezi ní a Zemí. Z hloubky a délky tohoto tranzitu, spolu se znalostí poloměru samotné hvězdy, vyšel poloměr planety. Hvězda možná není sama: objevný tým tehdy zaznamenal i slabšího průvodce, trpaslíka spektrální třídy K, vzdáleného na obloze pouhých 3,56 obloukové vteřiny. Hmotnost planety, 2,259 × 10²⁷ kilogramu, se měřila jinak, z jemných posunů ve spektru hvězdy, které prozrazují, jak moc jí planeta gravitačně cloumá. Teprve obě čísla dohromady dají hustotu. Později se k planetě vrátil i Hubbleův teleskop: jeho kamera WFC3 rozložila světlo hvězdy, které během tranzitu prochází atmosférou planety, na spektrum. Data z roku 2020, doplněná pozorováním sondy Spitzer, znovu zachytila vodní páru a vysoko položené mraky v atmosféře.
Hustota, která se dopočítává
Hustota není položka, kterou by někdo naměřil přímo, spočítá se z hmotnosti a objemu, a obě vstupní čísla se časem zpřesňují. Aktuální souhrnná hmotnost planety odpovídá zhruba 378 hmotnostem Země, ale s nejistotou plus minus 191 hmotností Země. Objevný tým v roce 2012 počítal s nižší hodnotou, 0,8 hmotnosti Jupiteru. Který odhad je blíž pravdě, se teprve ukáže. Z aktuální hmotnosti a poloměru 146 600 kilometrů vychází hustota kolem 171 kilogramů na metr krychlový. Litr vody má hmotnost jeden kilogram. Litr hmoty z HAT-P-41 b by měl hmotnost sotva 170 gramů.
Proč se nafoukla
Planeta obíhá svou hvězdu ve vzdálenosti necelých 6,4 milionu kilometrů, zhruba 4,3 procenta vzdálenosti Země od Slunce, a oběh jí trvá 2,69 pozemského dne. Na takové blízkosti na ni podle modelů dopadá zhruba dva až dva a půl tisíckrát víc záření, než kolik ho dostává Země od Slunce. Z toho vychází modelovaná rovnovážná teplota kolem 1 940 kelvinů, zhruba 1 667 stupňů Celsia. Není to teplota změřená teploměrem, ale dopočítaná z toho, kolik energie planeta pohltí a jak ji rozvádí atmosférou. Je to pravděpodobné vysvětlení té nízké hustoty, ale proč se horké obří planety jako HAT-P-41 b nafukují zrovna takhle extrémně, se mezi astronomy pořád řeší. Na stole jsou slapové ohřevy (teplo z gravitačního napětí mezi planetou a hvězdou), elektrické ohřevy v atmosféře i jiné mechanismy, a žádný z nich zatím jednoznačně nevyhrál.
Co ještě nevíme
Snímek planety neexistuje a nejspíš dlouho existovat nebude, všechno, co o ní víme, sedí na křivce poklesu jasu hvězdy a na spektru z tranzitu. Obrázky, které k ní kolují, jsou vždy jen umělecké představy, ne fotografie. Otevřené zůstává i to, jak moc se poloměr planety posune, až se zpřesní poloměr samotné hvězdy HAT-P-41, protože na něm celý výpočet stojí. A vzdálenost celé soustavy od Země se mezi verzemi katalogu liší: aktuální hodnota dává přibližně 1 101 světelných let, starší přepočet dřívějších dat z družice Gaia mluvil o 1 145 světelných letech. Rozdíl je necelá čtyři procenta, malý na první pohled, ale ukazuje, že i vzdálenost hvězd se v astronomii pořád doostřuje.