Skrytá energie a exoplanety v jednom balíčku?

Vzdálené supernovy na snímcích z Hubblova dalekohledu. Přestože září více než zbytek mateřské galaxie, je to stále méně, než předpokládají výpočty.
Vzdálené supernovy na snímcích z Hubblova dalekohledu. Přestože září více než zbytek mateřské galaxie, je to stále méně, než předpokládají výpočty.

Věda je drahá záležitost a hledání exoplanet není výjimkou, zvláště pokud se provádí z kosmického prostoru. Na papíře nalezneme desítky (!) projektů, které jsou více či méně zaměřeny na hledání a výzkum planet u cizích hvězd. Tyto „papírové“ projekty vznikají a zanikají, dostávají se do dalších fází, aby byly následně opět zrušeny. Jen málokterý z nich se dostane z papírových snů do hmatatelné reality a vydá se do vesmíru, aby nám poodhalil některé z jeho nových tajemství …

 


Pokud chcete zvýšit šanci na úspěch, měl by být váš projekt multidisciplinární. Pokud chcete hledat exoplanety, dobrá…můžete, avšak pokud Váš vysněný dalekohled bude umět i něco jiného, je šance na jeho realizaci úměrně vyšší. Přidání další „funkce“ kosmického dalekohledu, nesmí být spjatá, s příliš vysokým navýšením finančních prostředků. Je nutné, aby dalekohled s dvěma různými vědeckými cíly, byl výrazně levnější, než varianta dvou samostatných dalekohledů.

 

Astronomové proto zvažují realizaci projektu s názvem Euclid. Kosmický dalekohled by se měl zabývat dvěma zcela nesouvisejícími obory moderní astronomie – hledáním exoplanet a výzkumem temné (chcete-li skryté) energie.

Skrytá energie je pro astronomy noční můrou. Vše, o čem se dočtete na internetu, v knihách nebo se doslechnete na přednáškách, celý náš známý vesmír je ve skutečnosti minoritní záležitostí. Skrytá energie tvoří až 70% celého vesmíru, avšak nikdo zatím z určitostí neví, o co se jedná.

 


Světelná křivka jedné z hvězd. Velmi dobře je patrný pík, vyvolaný přítomnosti exoplanety, obíhající ve vzdálenosti 2 AU.

 

První důkazy o existenci temné energie, jsou asi deset let staré. Jak už to tak v astronomii bývá, při pozorováních vzdáleného vesmíru přišli vědci na to, že něco není v pořádku. Z výzkumu vzdálených supernov vyplývá, že jsou mnohem slabší, než by podle učebnicového předpokladu měly být. Podle astronomů je jediným možným vysvětlením, postupně se zrychlující expanze vesmíru. Příčinou má být existence skryté energie, která není vidět a zatím se nepodařilo jednoznačně vysvětlit její původ.

 

Jak tohle souvisí s exoplanetami? Hledání skryté energie by mohlo probíhat stejným dalekohledem, jako hledání nových exoplanet metodou gravitačních mikročoček.

 

Pokud chtějí astronomové lépe pochopit chování skryté energie, mají na stole několik možností. Mohou se zaměřit na další vzdálené supernovy nebo studovat ohyb světla vzdálených galaxií, tzv. slabým čočkováním.

 

Světlo vzdálených galaxií je deformováno skrytou energií. Pozorovat tzv. slabé čočkování, je ale velmi náročné na přesnost a množství dat. Astronomové potřebují pozorovat po dlouhou dobu velké množství galaxií, širokoúhlým infračerveným dalekohledem.

 

Princip gravitačních čoček se využívá i při hledání exoplanet. Jen hlavní role jsou obsazeny jinými herci – dvěma hvězdami a v případě štěstí i nějakou exoplanetou.

 

Světlo vzdálené hvězdy je zesíleno průchodem v těsné blízkosti bližší hvězdy, která působí svou gravitací a zakřivuje okolní prostor. Pokud okolo bližší hvězdy obíhá planeta, projeví se to na změně jasnosti vzdálené hvězdy, jako sekundární krátkodobé zjasnění o 20 až 30%, vyvolané gravitací planety.

 

Gravitační mikročočky nejsou v oblasti exoplanet jen teoretickým snem a hudbou budoucnosti. Astronomům se podařilo objevit touto metodou už 9 exoplanet a dalších 12 kousků čeká na potvrzení. Nejúspěšnějším lovcem exoplanet gravitačními mikročočkami, je polský projekt OGLE (viz třeba Gliese Speciál 2009).

 


Velmi pěkný graf, který popisuje možnosti existujícího dalekohledu Kepler a případné mise dalekohledu Euclid. Na vodorovné ose je vynesena velká poloosa dráhy exoplanety v AU a na svislé, hmotnost exoplanety v násobcích Země. Černé tečky symbolizují objevené exoplanety, metodou měření radiálních rychlostí a tranzitní fotometrií. Červené tečky pak představují dosud objevené exoplanety, metodou gravitačních mikročoček.

 

Hlavní nevýhodou metody gravitačních mikročoček je neopakovatelné postavení všech aktérů. Exoplanetu tak sice můžeme objevit, ale je téměř vyloučeno, že bychom ji ještě někdy spatřili a zjistili o ní další informace. Na druhou stranu se daří objevovat exoplanety, které okolo svých hvězd obíhají velmi daleko, ve vzdálenosti 1 AU a dále. Jinými metodami se tyto exoplanety nedaří najít vůbec nebo jen obtížně. Ať už použijeme metodu tranzitní fotometrie nebo měření radiálních rychlostí, výsledek se projeví až po mnoha měsících (nebo letech) pozorování. U gravitačních mikročoček nemusíme čekat, až exoplaneta několikrát oběhne okolo svého slunce. Zkoumat exoplanety s dlouhou oběžnou dobou není příliš zajímavé pro astrobiologii, neboť nelze na těchto ledových světech očekávat přítomnost života. Astronomům však tyto tělesa chybí do obří skládačky, popisující vznik a vývoj planetárních systémů ve vesmíru. V tom vesmíru, ze kterého vidíme jen nepatrnou část „viditelné hmoty“ a „viditelné energie“,

 

Úvahy o možnosti spojení hledání exoplanet a výzkumu skryté energie nejsou nové. Evropská kosmická agentura, plánovala před několika lety misi družice DUNE. Plány byly později zrušeny, respektive sloučeny s jinou misí s názvem SPACE. Výsledným projektem je kosmický dalekohled Euclid.

 

Infračervený dalekohled o průměru 1,2 metrů, si ale bude muset své místo na slunci ještě vybojovat. ESA s ním předběžné počítá ve svých dlouhodobých plánech, pro období let 2015 až 2025. Astronomové věří, že Euclid by během prvních třech měsíců své mise, mohl prozkoumat na 200 milionů hvězd a nalézt 10 exoplanet.

 

Zdroje:

 

 

 

 

 

 

www.novedalekohledy.cz