צדק חם

צדק חם (באנגלית: Hot Jupiter) הוא שם כללי לטיפוס של כוכב לכת חוץ-שמשי בעל מסה מסדר גודל של מסת צדק הנמצא במרחק של 0.015-0.5 יחידות אסטרונומיות מהכוכב שלו. לשם השוואה, במערכת השמש, כוכב הלכת צדק, שעל שמו נטבע המינוח "צדק חם", נמצא במרחק של 5.2 יחידות אסטרונומיות וכוכב חמה, כוכב הלכת הקרוב ביותר לשמש, נמצא במרחק של 0.4 יחידות אסטרונומיות מהשמש. בשל הקרבה לכוכב שלו, טמפרטורת כוכב לכת מסוג צדק חם גבוהה בצורה ניכרת מזאת שבצדק וזמן ההקפה שלו קצר מאוד. לדוגמה, 51 פגסי בי החג במרחק של 0.0527 יחידות אסטרונומיות ומסתו 1.06 מסות צדק שהתגלה ב-1995, הוא בעל זמן הקפה בן 4 ימים בלבד.
כוכבי לכת מטיפוס של צדק חם קלים לגילוי בהשוואה לכוכבי לכת אחרים, מכיוון שכוח הכבידה בינם לבין הכוכב שלהם הוא משמעותי ולכן הם גורמים להפרעות ניכרות בדינמיקה של הכוכב הניתנות לצפייה כהסחת דופלר של קרינת הכוכב. בנוסף, אם מישור תנועת צדק חם נחתך עם קו הראיה מכדור הארץ, תיראה ירידה זמנית בעוצמת ההארה של הכוכב החוזרת על עצמה בתדירות קבועה, עקב כך שכוכב הלכת עובר על פני דיסקת הכוכב. תנודות של הכוכב מאפשרות לקבוע את מסתו של צדק חם, תדירות ההחשכות את זמן ההקפה, ומידת הירידה בעוצמת ההארה את רדיוסו.

היווצרות

קיומם של כוכבי לכת כה מסיביים במרחק כה קטן מן הכוכב הוא דבר מפתיע, שכן ברדיוס כה נמוך אין מספיק חומר בדיסקה קדם-פלנטרית על מנת ליצור כוכב גרעין מסיבי דיו כדי לספוח את כמות הגז הרבה הנדרשת כדי להגיע למסת צדק. ההסבר המקובל הוא שכוכבי הלכת נוצרו מעבר לקו השלג (כלומר רדיוס מהכוכב שבו מים מתמצקים לקרח) וספחו קרח וגזים, כמו ענקי הגזים במערכת השמש שלנו, ורק לאחר מכן היגרו למסלול קרוב יותר.
על פי תאוריה אחת, כוכבי הלכת היגרו בפתאומיות, כשהם נזרקו למסלול אליפטי מאוד, בעקבות אינטראקציות עם כוכבי לכת אחרים, ולאחר מכן במשך מיליוני שנים, כוחות הגאות שפעלו עליהם גרמו להקטנת המסלול שלהם ולהפיכתו לעגול, עד שהפכו לצדק חם. תאוריה אחרת טוענת שכוכבי לכת אלו נדדו לרדיוס קטן יותר תוך כדי חיכוך עם שאריות החומר בדיסקה. נדידה זו התרחשה בשלבים צעירים מאוד של הכוכב ונפסקה כאשר הכוכב הגיע לשלב של כוכב T בשור, אחריו רוח הכוכב העיפה החוצה את רוב החומר מהדיסקה.

כוכבי לכת סלעיים במערכת עם צדק חם

סימולציות מחשב הראו כי הגירתו של צדק חם דרך אזור בין 5 ל-0.1 יחידות אסטרונומיות לא הורסת את הדיסקה הקדם פלנטרית, כפי שאפשר היה לשער. למעלה מ-60% מהחומר המוצק, לרבות קדם-כוכבי לכת ופלנטסימלים נשאר בדיסקה, והיתר מועף החוצה מן המערכת. החומר שנשאר מאפשר היווצרות כוכבי לכת סלעיים במסה של פעמיים מסת כדור הארץ באזור הישיב, לאחר שהצדק החם התייצב במרחק של כ-0.1 יחידות אסטרונומיות מהכוכב. סימולציות מראות שכוכבי הלכת הסלעיים שנוצרים יכולים להכיל כמות גדולה של מים.

צדק חם עם זמן מחזור קצר מאוד

קיימת תת-מחלקה בכוכבי לכת מטיפוס צדק חם, הנקראת 'צדק חם עם זמן מחזור קטן מאוד' (אנגלית: Ultra-short-period Jupiters). לכוכבי לכת מסוג זה זמן הקפה קצר מאוד יחסית לכוכבי לכת- פחות מיום אחד. כוכבי לכת כאלה נצפו סביב כוכבים בעלי מסה קטנה מ-1.25 מסות שמש. בהתאם לחוקי קפלר כוכבי לכת אלו סובבים את הכוכב שלהם ברדיוס קטן מאוד ועקב כך טמפרטורת פני השטח שלהם גבוהה במיוחד. חמשה כוכבי לכת מסוג זה נצפו בגלקסיית שביל החלב באזור הבאלג' (אנגלית: Bulge).

כוכב לכת נפוח

קיימת תת-מחלקה נוספת לכוכבי לכת מטיפוס צדק חם, כוכבי לכת הנקראים 'כוכב לכת נפוח' (אנגלית: Puffy planet) או לפעמים 'שבתאי חם' (אנגלית: Hot Saturn). עבור מסה קטנה מ-2 מסות צדק, כוכב לכת גזי הנמצא קרוב מאוד לכוכב מגיע למצב בו הרחבה תרמית הנגרמת מהטמפרטורה הגבוהה מנפחת אותו עד למצב שהוא מאבד את צורתו והופך לסוג של ענן גזי החג סביב הכוכב. צפיפותו נמוכה בצורה קיצונית. לכוכבי לכת נפוחים נצפה רדיוס גבוה מהמצופה בהתחשב בטמפרטורה שלהם. ההסבר המקובל הוא שרוח כוכבית תורמת אף היא לניפוח כוכב הלכת על ידי אינטראקציה עם השדה המגנטי שלו.

צדק חם וענק אדום

נכון ל-2014 לא נמצא אף צדק חם המקיף ענק אדום, על אף שאין לכך מניעה תאורטית. ענק גזים הנמצא במרחק זהה למרחק צדק מהשמש במערכת של ענק אדום, יכול להיות צדק חם, הודות לשטף הגדול של קרינה שיגיע אליו מהכוכב. כך במערכת השמש, צדק יוכל להפוך לצדק חם, כאשר השמש תגיע למצב של ענק אדום.
צפוי כי צדק חם המקיף ענק אדום יהיה שונה במספר מאפיינים מצדק חם המקיף כוכב סדרה ראשית. לדוגמה, בצדק חם המקיף ענק אדום תיתכן ספיחה של חומר מהרוח הכוכבית לכוכב הלכת. בנוסף, רוחות הסובבות את הצדק החם יאזנו יותר את הפרש טמפרטורות בין היום לבין הלילה.
איתור של כוכב לכת מסוג זה קשה עקב גודלו הקטן ביחס לכוכב שלו וזמן מחזור ארוך יחסית לצדק חם המקיף כוכב סדרה ראשית (חודשים עד שנים מול מספר ימים).