Egzoplaneta KELT9b

[Gość Bellatrix]

 

HD 195689  to niepozorna, wizualnie dość ciemna gwiazda w gwiazdozbiorze Łabędzia. Nieznacznie jaśniejsza od gwiazd obecnych w jednym polu widzenia, niespecjalnie wyróżniająca się na tle bogatego w gwiazdy obszaru letniej Drogi Mlecznej. Należy do typu widmowego A i ciągu głównego. Jednak wiadomo, że wokół niej orbituje planeta: Kelt9b, najgorętsza spośród znanych egzoplanet. Temperatura powierzchni gwiazdy HD 195689 sięga blisko 10.000 K, a planety Kelt9b prawdopodobnie osiąga wartość 4.500K. Jest to fakt niezwykły. Dla porównania: najgorętsza planeta w Układzie Słonecznym, Wenus osiąga temperaturę nieco wyższą niż 700K. Warto wspomnieć, że istnieje grupa gwiazd sporo chłodniejszych od planety Kelt9b, np. gwiazdy typów widmowych późne K oraz M (ok. 2.500- 4.000 K). Temperatura powierzchni Słońca to 5.800 K. Omawiana egzoplaneta jest więc zaledwie 20% chłodniejsza od naszej Dziennej Gwiazdy. Ma średnicę prawie dwukrotnie wyższą od Jowisza oraz niemal trzykrotnie większą od niego masę. Jest tak gorąca, że metale występują w niej w stanie gazowym i wypełniają atmosferę. Praktycznie też nie istnieją tam połączenia chemiczne, gdyż wiązania ulegają w takich warunkach rozerwaniu. W atmosferze planety Kelt9b stwierdzono obecność m.in. żelaza, tytanu, a także niemetalu: wodoru. Wodór tworzy wokół tej planety rozległą otoczkę (co jest typowe bardziej dla gwiazd). Otoczka ta jest znacznych rozmiarów i  sięga prawdopodobnie granicy Roche’a (ok 1,6 R). Podobnie jak gwiazdy, na skutek działania wiatru gwiazdowego systematycznie tracą pewien ułamek swojej masy, planeta pod wpływem działania intensywnego promieniowania gwiazdy wytraca wodór z atmosfery. Gaz ten opuszcza układ uchodząc w postaci czystego, niezjonizowanego pierwiastka i formuje strukturę gazowo- pyłową („wstęgę”) przypominającą ogon komety. Kelt9b należy do tzw. gorących Jowiszów, gazowych olbrzymów orbitujących w bliskiej odległości od gwiazdy centralnej (w przeciwieństwie do Jowisza, który jest od Słońca mocno oddalony i zimny). Z uwagi na wysoką temperaturę powierzchni, mało prawdopodobne, aby tworzyły się nad nią chmury oraz występowały opady.
Tytan był już obserwowany w atmosferze niektórych innych egzoplanet, np. Kepler 13A. Jednak przybiera on formę połączeń chemicznych: dwutlenku tytanu TiO₂. A u planety Kelt9b znajduje się w postaci pierwiastkowej- wysoka temperatura uniemożliwia tworzenie się wiązań. Nawet tak trwały termodynamicznie związek jak woda nie ostałby się na powierzchni i w bliskiej atmosferze. Ponieważ planeta praktycznie nie emituje własnego światła, badania były możliwe jedynie podczas jej przejścia na tle gwiazdy (tranzytu) trwającego zaledwie 4 godziny.

HD 195689 to gorąca biała gwiazda znajdująca się na pograniczu późnego typu widmowego B oraz wczesnego A. Dzieli ją od Ziemi ok. 620 l.ś. Stanowi silne źródło promieniowania ultrafioletowego, znacznie silniejsze niż Słońce. Planeta Kelt9b obiega ją w niezwykle krótkim czasie, nieco niższym niż półtorej doby. Można więc powiedzieć, że rok na tej planecie trwa zaledwie 1,5 dnia. Z racji ciasnej orbity i niedużej odległości dzielącej ją od gwiazdy (ok. 0,035 a.u.) planeta tak mocno się  ogrzewa.  Jej orbita jest silnie nachylona względem ekliptyki. Nachylenie jest tak znaczne, że lepszym stwierdzeniem byłoby, że krąży ona w płaszczyźnie biegunów, a nie równika gwiazdy. Planeta została odkryta w 2017 roku metodą tranzytową, 31 sierpnia 2017 roku można było obserwować tranzyt egzoplanety na tle tarczy HD 195689 oraz związany z tym przejściem minimalny spadek jasności wizualnej gwiazdy.