Až dosud ke svému průzkumu s úspěchem využíval především dvou desetimetrových dalekohledů Keckovy observatoře umístěných na vyhaslé sopce Mauna Kea na Havajských ostrovech. Ovšem poté, co byla v pátek 6. března krátce před půlnocí vypuštěna do kosmu sonda Kepler, se před ním otevírají donedávna netušené možnosti. S její pomocí by se totiž už nemusel soustředit jen na hledání obřích plynných exoplanet, ale mohl by objevit i mnohem menší extrasolární hvězdné satelity. Třeba i velikosti naší Země.
Kepler
Sonda Kepler nese na palubě 84megapixelovou kameru, která bude pozorovat předem zvolenou oblast oblohy (v souhvězdí Labutě mezi hvězdami Deneb a Vega). Po celou dobu mise bude družice opakovaně pořizovat snímky asi stovky tisíc hvězd, ze kterých bude vybírat ty, u nichž dochází k periodickým změnám jasnosti. A právě takové hvězdy jsou žhavými kandidáty na hostitele exoplanet.
Při hledání exoplanet bude Kepler využívat metody tranzitní fotometrie. Ta vychází z faktu, že když planeta přechází před svou hvězdou, částečně ji zakrývá, což způsobuje měřitelný pokles v jasnosti hvězdy. Uvedený jev se tak trochu podobá slunečnímu zatmění, ovšem s jedním podstatným rozdílem - vzdálená exoplaneta zakryje pouze velice malou část mateřské hvězdy, asi jen její desetitisícinu, zatímco Měsíc na čas zastíní Slunce úplně.
VÍCE O MISI KEPLERPřečtěte si, jak bude teleskop hledat planety, a vyzkoušejte si jeho práci v simulaci |
Z naměřených hodnot průběhu jasnosti pak astronomové budou moct určit průměr objektu, který změnu jasnosti způsobil. Jenže, jak tvrdí Marcy: "Kepler astronomům s jistotou neřekne, zda objekt, jehož světlo zachytil, je planeta, nebo hvězda."
Proto je nutné kandidáty na exoplanety, které možná Kepler nalezne, ještě podrobit dalšímu zkoumání. A právě v tom by měl podle Marcyho rozhodující roli sehrát Keckův teleskop.
HIRES
Marcyho představa o součinnosti obou observatoří je následující: sonda Kepler vyhledá hvězdu s potenciální exoplanetou a její další pozorování přenechá Keckovu teleskopu. Nebo lépe jeho spektrometru HIRES (High Resolution Spectrometer), který umožní mnohem podrobnější sledování průběhu změn jasností hvězd.
Ze spektrálního rozboru světla hvězd HIRES určí jejich tzv. radiální rychlosti, tj. jak rychle se hvězdy pohybují (přibližují či vzdalují) ve směru jejich spojnice se Zemí. Přitom je nutné vzít v úvahu, že planeta hvězdu při oběhu gravitačně ovlivňuje, což má za následek sice nepatrné, ale přeci jen detekovatelné výchylky v poloze hvězdy. Vlivem Dopplerova jevu se totiž kývavý pohyb hvězdy vpřed a vzad projeví jako změna vlnové délky záření, které směrem k nám hvězda vysílá. Pokud se planeta nachází za hvězdou, dochází ve spektru k rudému posuvu, v případě, že se nalézá před ní, k modrému.
"Keckův HIRES je jediné zařízení, které můře měřit spektrální posuvy způsobené planetou velikosti Země," podotýká Marcy. "Žádný jiný teleskop na to není dost velký. Právě proto je NASA nyní na něm tak závislá."
Planety zemského typu mají větší hustotu
Jakmile budou vědci znát radiální rychlosti hvězdy, budou schopni vypočítat i hmotnost obíhající planety. Tento údaj jim pak pomůže jednoznačně rozhodnout, zda objekt, který zkoumanou hvězdu pravidelně zakrývá, je skutečně planeta a ne jen například další hvězda. Navíc z vypočtené hmotnosti a známého průměru mohou astronomové odhadnout též hustotu exoplanety.
"Jako bychom planetu vzali a ponořili ji do vany, abychom zjistili, jestli plave," vysvětluje Marcy. "Kamenné planety jako Země by se měly potopit." Průměrná hustota Země je asi 5 tisíc kg/m3. Naproti tomu hustota plynných obrů, kterých je dosud mezi objevenými exoplanetami většina, mají hustotu přibližně stejnou jako voda, tedy asi tisíc kg/m3, takže by v ní měly plavat.
Hledání a studium exoplanet zemského typu je klíčové pro pochopení jedné z největších otázek lidstva – jestli jsme ve vesmíru opravdu sami.
Zdroj: www.spacedaily.com, www.astronomy.com
