Astronomové možná kvůli špatným algoritmům přehlédli řadu exoplanet

Světelné křivky hvězdy WASP-10 zachycují tranzity exoplanety WASP-10 b a byly získány v průběhu roku 2009 dalekohledy v Německu (Jena), Bulharsku (Rozhen), Polsku (Torun), USA (Tenagra). Credit: Maciejewski a spol.
Světelné křivky hvězdy WASP-10 zachycují tranzity exoplanety WASP-10 b a byly získány v průběhu roku 2009 dalekohledy v Německu (Jena), Bulharsku (Rozhen), Polsku (Torun), USA (Tenagra). Credit: Maciejewski a spol.

Astronomové dnes hledají exoplanety zejména dvěma metodami. Ta první (měření radiálních rychlostí) využívá dynamické efekty neboli vliv gravitace planety na mateřskou hvězdu. Druhou metodou je tranzitní fotometrie, která hledá planety mimo Sluneční soustavu na základě fotometrických veličin. Pokud planeta přechází před svou hvězdou, způsobí tím pokles jasnosti hvězdy. Do budoucna však stále častěji uslyšíme o metodě, která do jisté míry kombinuje oba výše popsané principy.

 


Časování tranzitů (TTV) vychází z tranzitní metody, ale bere v úvahu i dynamické efekty. Představte si tranzitující exoplanetu, která obíhá okolo hvězdy a způsobuje periodické poklesy v její jasnosti. K tranzitům exoplanety dochází se železnou pravidelností, i když… pokud okolo hvězdy obíhá druhá planeta, dochází k vzájemným gravitačním interakcím, které se projeví ve zpožďování tranzitů a to od nepostřehnutelných okamžiků až po desítky minut.

 

Měřením přesné doby tranzitů tak můžeme objevit další planetu v systému. TTV však nabízí i další možnosti. Pomoci této metody lze „zvážit“ obě planety ale třeba také hledat měsíce planet.

 

Především díky dalekohledu Kepler dnes máme solidní sbírku dat. Například u hvězdy Kepler-9 se nachází tři planety. U dvou z nich byly odhaleny TTV, v časech tranzitů lze pozorovat odchylky 4 a 39 minut. Ještě lepším příkladem je planetární systém u hvězdy Kepler-11, kde 5 planet obíhá velmi blízko sebe, takže dochází k odchylkám v časech tranzitů v řádu desítek minut.

 

V uplynulých měsících vyšlo několik studií, které se zabývají pozorováním tranzitů známých exoplanet ve snaze nalézt pomoci TTV další planetu v systému. Přestože několik těchto pokusů bylo úspěšných, objevy zatím nejsou potvrzeny. O dvou z nich jsme na našem webu psali:

 

Počty podobných objevů jsou však velmi malé. Naproti tomu se astronomům daří objevovat exoplanety s výraznými TTV v systémech, kde tranzity vykonává více než jedna planeta (viz dva příklady od Keplera výše). To samo o sobě je poměrně divné. Pokud dvě a více planet u jedné hvězdy tranzituje, znamená to, že obíhají okolo hvězdy více méně v jedné rovině. Podobné systémy by měly být ve vesmíru vzácné. Naopak systémy s jednou tranzitující a několika dalšími netranzitujícími exoplanetami, které vykazují TTV, by měly být podstatně běžnější. Kde je problém? Podle dat z Keplera se zdá, že systémy s několika tranzitujícími exoplanetami nemusí být tak vzácné, jak se očekávalo (viz náš článek). Druhý důvod může být čistě observační – automatické přehlídky oblohy patrně používají chybný algoritmus.

 

Tranzitní metoda je založena na pozorování tisíců a až stovek tisíc hvězd současně. Velké množství dat pak pročesává algoritmus, založený na několika parametrech. Jedním z nich je hledání přesného periodického jevu. A právě zde může být zakopaný pes. Pokud algoritmus zjistí, že k poklesu jasnosti nedochází periodicky, může takový jev hodit do škatulky falešných poplachů a dalších „neplanetárních“ příčin. Přitom se může jednat o exoplanetu, která je pouze zatížena TTV. Neperiodické poklesy jasnosti způsobuje existence další planety.

 

Zdroj: Potential Biases in the Detection of Planetary Systems with Large Transit Timing Variations