Výzkum exoplanet jako Formule 1 – dotaženo k dokonalosti

Exoplaneta

K hledání exoplanet si šikovný astronom vystačí i s malým amatérským dalekohledem, jenž disponuje CCD kamerou. To vše samozřejmě za předpokladu, že se spokojí s tranzitní metodou a poněkud méně kvalitními výsledky. Chcete-li se dostat na samotný vrchol výzkumu planet u cizích hvězd, potřebujete mít v kapse pár set milionů dolarů pro stavbu kosmického dalekohledu.

 



Kosmické dalekohledy způsobily revoluci v astronomii. Jejich výhody jsou nasnadě: nemusí se potýkat s atmosférou, neruší je světla měst, otevřely nám nová okna do vesmíru v těch částech elektromagnetického spektra, která jsou z povrchu Země nedostupná.

 

Nástup počítačové techniky a CCD kamer začal rozdíly mezi pozemskými a kosmickými dalekohledy postupně vymazávat. Velké astronomické dalekohledy dnes disponují aktivní a adaptivní optikou. Prvně jmenovaná dokáže během zlomku sekund „zdeformovat“ primární zrcadlo tak, aby se minimalizovaly výrobní vady, účinky gravitace, tepelné vlivy apod. Adaptivní optika pak díky sestavě výkonných počítačů a laserovému paprsku, vyslanému do atmosféry dokáže minimalizovat vliv atmosféry na astronomická pozorování.

 

Pozorování exoplanety HD 189733 b, nalezené molekuly a porovnání spekter z Hubblova kosmického dalekohledu, dalekohledu Spitzer a NASA Infrared Telescope Facility na Havaji.
Pozorování exoplanety HD 189733 b, nalezené molekuly a porovnání spekter z Hubblova kosmického dalekohledu, dalekohledu Spitzer a NASA Infrared Telescope Facility na Havaji.

 

Kosmické dalekohledy se nám přesto z oběžných drah nadále smějí. Mnohé z jejich výhod nedokážeme na Zemi vymazat nikdy. Dalekohled Kepler, který hledá planety zemského typu, bude nejspíš úspěšný nejen kvůli absenci atmosféry a rušivých elementů, ale především díky možnosti pozorovat cílové hvězdy nepřetržitě. Smutný astronom na Zemi může při pohledu na vrtochy počasí a střídání dne a noci jen tiše závidět.

 

Kosmické dalekohledy měly donedávna doslova zdrcující monopol ve výzkumu atmosfér exoplanet. Hubblův kosmický dalekohled a Spitzer dokázali v uplynulých letech prozkoumat atmosféry několika exoplanet. Jednalo se sice vždy o obří planety, avšak v budoucnu budeme schopni zkoumat i atmosféry planet zemského typu.

 

Astronomové na Zemi ale rozhodně nechtěli hodit flintu do žita. Není to tak dávno, co srovnali skóre a podařilo se také jim zkoumat atmosféru exoplanety (viz samostatný článek). Z Evropské jižní observatoře nedávno přišla zpráva o přímém výzkumu atmosféry exoplanety (viz samostatný článek).

 

Američtí astronomové nyní rozbili mýtus, že výzkum atmosfér vzdálených světů musí být nutně výsadou jen těch největších pozemských dalekohledů.

 

Mark Swain z JPL dokázal se svým týmem vybrousit schopnosti dalekohledu NASA Infrared Telescope Facility k samotné dokonalosti. Dva roky pilně vyvíjel kalibrační metody, schopné minimalizovat vliv atmosféry i dalekohledu na kvalitu pozorování. Zmíněný dalekohled se nachází na vyhaslé sopce Mauna Kea na Havaji a jeho primární zrcadlo má průměr „jen“ 3 metry, což ho řadí do kategorie středně velkých teleskopů. Pro srovnání uveďme, že největší astronomické dalekohledy mají průměr 10 metrů a největší český kousek v Astronomickém ústavu v Ondřejově má jen 2 metry.

 

NASA Infrared Telescope Facility
NASA Infrared Telescope Facility

 

Počátkem února zveřejnil Mark Swain výsledky svého pozorování z 11. srpna 2007. V tento den se spektrograf SPEX na dalekohledu NASA Infrared Telescope Facility zaměřil na exoplanetu HD 189733 b a dokázal v její atmosféře odhalit stopy metanu, oxidu uhličitého a vody, což se už dříve povedlo jeho kosmickým kolegům (Spitzer, HST).

 

Při pozorování bylo využito klasické metody. Astronomové pořídili spektru mateřské hvězdy v době, kdy planeta přecházela před jejím diskem a následně v okamžiku, kdy byla planeta schovaná za ní. Obě spektra se od sebe odečetla a výsledkem bylo „čisté“ spektrum samotné exoplanety.

 

Exoplaneta HD 189733 b má hmotnost jako Jupiter a okolo svého slunce obíhá s periodou 2,2 dne. Mateřskou hvězdu nalezneme v souhvězdí Lištičky ve vzdálenosti 63 světelných let.

 

Doporučené odkazy:

 

Zdroje:

 

 

 

 

 

 

www.novedalekohledy.cz