Dalekohled Kepler mohl objevit za dva měsíce až 100 exoplanet

Zorné pole kosmického dalekohledu Kepler. Najdete ho mezi hvězdami Deneb a Vega.

NASA zatím zveřejnila objevy jen pěti exoplanet kosmickým dalekohledem Kepler. Lovec cizích světů však podle odhadů mohl během prvních dvou měsíců pozorování od poloviny května do července objevit až 100 nových exoplanet, které zatím na své definitivní potvrzení čekají.

 


Hlavním a mediálně nejzajímavějším úkolem dalekohledu Kepler je hledání nových exoplanet, přičemž důraz je kladen zejména na detekci planet zemského typu, které obíhají okolo svých sluncí v obyvatelné zóně. Hledání exoplanet však není jediným posláním Keplera. Získaná data použijí astronomové pro výzkum hvězd pomoci hvězdné seismologie. Tento relativně mladý obor astronomie je založen na podobném principu jako seismologie na Zemi. Díky datům z Keplera a spektru mateřské hvězdy se astronomové mohou hvězdnou seismologií dozvědět více o vnitřní stavbě hvězd. První výsledky byly publikovány na zasedání Americké astronomické společnosti ve Washingtonu, kde byl ohlášen i objev exoplanet dalekohledem Kepler.

 


Aktuálně z astronomie a kosmonautiky: http://twitter.com/exoplanetycz


 

Dalším úkolem Keplera by mohlo být určení velikosti vesmíru. Dr. Alan Penny ze skotské univerzity ze St Andrews už vloni představil svou práci, ve které se hodlá zaměřit na cefeidy, používající se v astronomii jako tzv. standardní svíčky. Jedná pulsující proměnné hvězdy, u kterých závisí perioda pulsů na absolutní hvězdné velikosti. Pokud tedy známe jasnost cefeidy, můžeme zjistit její vzdálenost od nás. Tohoto principu se využívá například při určování vzdálenosti galaxií (jednoduše se pozorují cefeidy v nich). Penny hodlá pomocí dat z Keplera zpřesnit až o několik procent současnou hodnotu velikosti vesmíru, která činní 93 miliard světelných let.

 

Pět dosud objevených exoplanet dalekohledem Kepler v měřítku. Poloměr jednotlivých planet je uvedena v násobcích poloměru Země (Re).
Pět dosud objevených exoplanet dalekohledem Kepler v měřítku. Poloměr jednotlivých planet je uvedena v násobcích poloměru Země (Re).

 

Je nutné upozornit, že sekundární úkoly Keplera nikterak neovlivňují hledání exoplanet! Dalekohled pozoruje téměř nepřetržitě asi 100 000 vybraných hvězd v souhvězdí Labutě s cílem odhalit změny v jejich jasnostech. K čemu se pak získaná data použijí už Keplera fakticky nezajímá.

 

Objekty s nálepkou KOI

Vraťme se ale zpět k nejnovějším objevům. Když se Kepler v březnu 2009 vydal do vesmíru, předpovídala NASA objev až 900 exoplanet! V kontextu těchto předpokladů se jeví objev 5 kousků jako značně malý. Je však potřeba si uvědomit dvě věci. Prvních 5 exoplanet bylo objeveno během pouhých asi 6 týdnů vědeckého pozorování, které započalo v květnu. Objev nové exoplanety je přitom poměrně náročný a zdlouhavý proces. Kepler posílá napozorovaná data na Zemi jednou měsíčně (obvykle okolo 15. – 18. dne v měsíci). Data procházejí počítačovou analýzou, při které se hledá pokles v jasnostech sledovaných hvězd. Prvním sítem projdou situace, kdy jasnost hvězdy mohla poklesnout díky přítomnosti tělesa o poloměru menším než 2 Rj (poloměry Jupiteru). Takový „potencionální“ objekt je označen zkratkou KOI (Kepler Object of Interest – Objekt Keplerova zájmu) a pořadovým číslem.

 

Světelné křivky prvních pěti úlovků dalekohledu Kepler.
Světelné křivky prvních pěti úlovků dalekohledu Kepler.

 

Astronomové potom objekty KOI dále analyzují. Sestaví se graf závislosti jasnosti hvězdy na čase – tzv. světelná křivka, který se porovná s teoretickými modely tranzitujících exoplanet. Pokud KOI projde i tímto druhým velkým sítem, je předán pozemským dalekohledům. NASA spolupracuje v rámci tzv. Follow-up programu s řadou astronomických observatoří (viz tabulka níže). V tuto chvíli pracuje v programu 21 astronomů, kteří alespoň část svého pozorovacího času věnují ověřování objevů dalekohledu Kepler. Například legendární Keckův dalekohled na Havaji, který se svým desetimetrovým zrcadlem patří mezi největší teleskopy světa, strávil od června do poloviny listopadu 13 nocí získáváním spekter hvězd, okolo nichž se nachází KOI. Další observatoře Follow-up programu věnovaly za stejnou dobu 100 nocí.

 

Astronomické observatoře v programu Follow-up dalekohledu Kepler

Dalekohled
Průměr primárního zrcadla dalekohledu (m)
Přístroj
Lokalita
Tillinghast reflector
1,5
TRES Spectrograph
Arizona
Shane telescope
3,0
Hamilton Spectrograph
Kalifornie
Nordic Optical Telescope
2,6
FIES Spectrograph
Kanárské ostrovy
Keck Telescope
10,0
HIRES Spectrograph
Havaj
Palomar Hale Telescope
5,0
PHARO/NGS AO camera
Kalifornie
WIYN Telescope
3,5
Speckle Camera
Arizona
KPNO 2.1m Telescope
2,1
Gcam Spectrograph
Arizona
KPNO 4m Telescope
4,0
RCSpec
Arizona
Hobby Eberly Telescope
9,2
High Resolution Spectrograph
Texas
Harlan J. Smith Telescope
2,7
Tull Coude Spectrograph
Texas
MMT
6,5
ARIES AO system
Arizona
1.1-m Hall
1,1
NASA42 CCD Camera
Arizona
1.8-m Perkins
1,8
PRISM CCD Camera
Arizona
William Herschel Telescope
4,2
HARPS NEF spectrometer
Kanárské ostrovy
Spitzer Space Telescope
0,8
IRAC camera
vesmír
Hubble Space Telescope
2,4
vesmír
Zdroj: http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1001/1001.0352v1.pdf

 

Kolik exoplanet Kepler zatím objevil?

 

Během prvních dvou měsíců pozorování odhalil Kepler 177 KOI. Podle NASA je asi 24% až 62% KOI skutečnými tranzitujícími exoplanetami. Toto rozpětí je samozřejmě až „skandálně“ vysoké, avšak v průběhu času by se mělo zmenšovat. Lidé okolo Keplera potřebují více dat na zpřesnění svých metod. Vraťme se ale k předešlému odhadu. V řeči konkrétních čísel objevil Kepler za první dva měsíce 42 až 109 exoplanet. Realita přitom bude nejspíše někde mezi 50 až 60 exoplanetami. Jejich objev by měl být oznámen v nejbližších měsících.

 

Prvních pět exoplanet

 

Nové exoplanety dostaly názvy Kepler 4b, 5b, 6b, 7b a 8b. Pokřtěny byly podle svého objevitele, pořadového čísla a písmene „b“, které značí první objevenou exoplanetu u dané hvězdy. Seznam nových přírůstku nečekaně začíná až u exoplanety s pořadovým číslem „4“. První tři exoplanety (Kepler-1b až Kepler-3b) už byly objeveny dříve pozemskými dalekohledy a Kepler si na nich pouze otestoval vědeckou aparaturu a získal jejich kvalitnější světelné křivky. Jedná se o:

 

Kepler-1b = TrES-2b: exoplaneta o hmotnosti 1,2 Jupiteru a oběžnou dobou 2,4 dne. Podrobnosti o této exoplanetě najdete v článku Mám sestru, říká exoplaneta TrES-2 b

 

Kepler-2b = HAT-P-7 b: další plynný obr o hmotnosti 1,8 Jupiterů a oběžné době 2,2 dne. Podrobnosti o této exoplanetě najdete v článcích Exoplanety obíhají v jednosměrce a ještě se perou o prvenství a Dalekohled Kepler pozoroval horkého Jupitera

 

Kepler-3b = HAT-P-11 b: exoplaneta o hmotnosti 0,08 Jupiteru a oběžnou dobou 4,8 dne. Podrobnosti o této exoplanetě najdete v článku Astronomové objevili sourozence planety Neptun

 

Hvězda TrES-2 na fotografii z družice Kepler.

 

Informace o pěti nových exoplanetách jsme už uváděli. Další podrobnosti najdete přímo na oficiálních stránkách dalekohledu Kepler.

 

Tabulka: základní údaje o exoplanetách Kepler-4b, Kepler-5b, Kepler-6b, Kepler-7b a Kepler-8b
Tabulka: základní údaje o exoplanetách Kepler-4b, Kepler-5b, Kepler-6b, Kepler-7b a Kepler-8b

 

Dva podivné objekty

 

Kromě 5 exoplanet byl zveřejněn i objev dvou podivných objektů. Tělesa s označením KOI 81 a KOI 74 mají na planetární průvodce příliš vysokou teplotu. První z objektů má průměr 0,9 Jupiteru a teplotu 13 500 K. Druhý pak průměr jen 0,4 Jupiteru a teplotu 12 000 K. Pro porovnání uveďme, že povrchová teplota jejich mateřských hvězd se odhaduje na „pouhých“ 10 000 K. Slunce má pak povrchovou teplotu ještě výrazně nižší – necelých 6 000 K. Astronomové podobné objekty dosud ve vesmíru nepozorovali a nad jejich původem se tak pouze spekuluje…

 

Zdroje