Od fotonů až po mimozemský život (3) Jak hledáme planety u jiných hvězd?

19. dubna 2016 v 16:56 | Mikoláš Chromík |  O přírodě



Vítám vás u 3. článku ze seriálu "Od fotonů až po mimozemský život".



Nyní se na základě dvou důležitých informací ze dvou předešlých článků přesuneme k úžasné disciplíně, která byla ještě do mého narození (1995) nemyslitelná a pro většinu astronomů nereálná. Touto disciplínou je hledání exoplanet, čili planet u jiných hvězd.

Může se to dělat třemi známými metodami:

  1. Metodou tranzitu
  2. Metodou měření radiálních rychlostí
  3. Astrometrickou metodou (Touto metodou se zatím jen pokoušíme).

Nejjednodušší je metoda tranzitu. V astronomii máme disciplínu zvanou fotometrie. Fotometrie se zabývá měřením intenzity jasnosti objektů. Čím je objekt na obloze jasnější, tím je jakoby jeho kotouček větší. Astronomové mají k dispozici velmi citlivé přístroje, které dokáží zaznamenat velice malé změny v jasnosti objektu.

Možná už tušíte, kam mířím. Když sledujeme nějakou hvězdu na obloze, tedy její kotouček, může před ním přejít planeta. To způsobí mírné zaclonění své hvězdy a tedy změnu v jasnosti. To astronomové zachytí, změří, a pokud se to znovu za nějaký čas opakuje, je to jasný objev planety u jiné hvězdy. Je asi zřejmé, že taková planeta musí obíhat svou hvězdu přibližně ve stejné rovině, ve které jsme my (planeta Země) a daná pozorovaná hvězda, jinak by se pozorované překrytí neuskutečnilo.



Toto je analogický případ tranzitu planety přes hvězdný kotouč. Zde to demostruji na Slunci a Venuši, u jiných hvězd to ale funguje úplně stejně.


Astrometrická metoda, byla původně první, se kterou se experimentovalo. Váže se k ní smutný příběh dánského vědce Petera van de Kampa, který si byl jistý, že tímto způsobem objevil první exoplanetu vůbec. Získával pořád stejná měření (která ostatní observatoře vyvracely) a až po jeho smrti servisní prohlídka dalekohledu v observatoři, kde pracoval, odhalila, že tubus dalekohledu hodně stískal jeho objektiv, došlo k deformaci hlavní čočky, takže van de Kamp získával falešná data.

Metoda se má zakládat na faktu, že hvězdy a jejich planety jsou spolu gravitačně svázané, aby vůbec planeta okolo hvězdy mohla obíhat. Nepůsobí však jen hvězda na planetu, díky čemuž se sice okolo ní otáčí, ale i planeta působí na hvězdu - je to vzájemný vztah. To má za následek to, že hvězda v souladu s obíháním planety kmitá sem a tam. Hvězda se společně s planetou vlastně otáčejí okolo společného středu - těžiště. V této branži se říká tomuto těžišti barycentrum.

Taková planeta má obíhat okolo hvězdy v rovině kolmé na směr pozorování (v tangenciálním směru). To znamená, že bychom měli pozorovat výchylky ve vlastním pohybu této hvězdy, pokud je u ní nějaká planeta. Hvězda by měla oscilovat, její trajektorie na obloze by měla vypadat jako sinusovka. Dnes už však víme, že na tyto pozorování ještě nemáme dostatečně silné přístroje, ty výchylky jsou malé, ale každou chvílí, tak do 20 let na to přijde.

Metoda měření radiálních rychlostí je trochu podobná, ale současně nejúčinnější. Touto metodou bylo nalezeno dosud největší množství exoplanet. Pokud planeta obíhá hvězdu přibližně v rovině, ve které jsme my a ta hvězda. Planeta gravitačně přitažlivým vlivem opět vyvolává výkyvy hvězdy sem a tam, ale vůči nám v radiálním směru! A my víme, že to se dá měřit, spektroskopicky Dopplerovým efektem, rychlost takového výkyvu se nazývá odborně perturbace.



Na spektru to poznáme tek, že čáry, symbolizující chemické složení hvězdy se klimbají ze strany na stranu (více v předchozím díle).


Čím je perturbace vyšší, tím hmotnější planeta je. Čím "rychleji" pozorujeme změnu z modrého posuvu do červeného, tím blíže hvězdu obíhá. Udává to totiž časovou délku oběhu (jeden pohyb tam a zpět). A podle Keplerových zákonů, platí, že čím je doba oběhu kratší, tím je také planeta blíže. Ze spektra se dá určit mnoho věcí, ale nikomu nevěřte, ani "odborným" webům, které se tváří odborně, že objevili planetu s perturbací nižší než půl metru za sekundu. Je to z fyzikálních omezení této metody nemožné.

O pár dalších informacích získávaných ze spektra si povíme v příštím díle, konečně se dostaneme k hledání mimozemského života. Věci, které zde píši, mi trvalo nějakou dobu "objevit," máte tu výhodu, že tu nejzajímavější věc a otázku, týkající se vesmíru, to zda jsme v něm sami, vám servíruji přímou cestou, krok po kroku.



Jestli se vám článek líbil, tak vám tímto nabízím přehled o všech nově vydaných a nevydaných zajímavostech:





 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama