Kepler někde ztratil miliardy exoplanet

3,6 m dalekohled ESO na observatoři La Silla (Chile) jehož součástí je spektrograf HARPS: Credit: ESO/S. Brunier
3,6 m dalekohled ESO na observatoři La Silla (Chile) jehož součástí je spektrograf HARPS: Credit: ESO/S. Brunier

Veřejnost hltá články o objevu každé atraktivní exoplanety, ale výzkum planet mimo Sluneční soustavu je z odborného hlediska zaměřen také na možná nudnou, ale cennou statistku. Cílem je pochopit, jaké planety se vyskytují okolo různých typů hvězd a zda je naše Sluneční soustava typickým či naopak vzácných příkladem planetárního systému. Vzhledem k tomu, že známe již stovky cizích světů, můžeme vyvodit první závěry. Astronomové začali srovnávat data z dvou hlavních metod detekce a zjistili, že spolu nesouhlasí.

 


Někdo říká, že výzkum exoplanet je jakousi bublinou astronomického výzkumu. Že jsou to právě „mediálně atraktivní“ exoplanety, které na sebe strhávají veškerou pozornost. Realita je ovšem poněkud jiná, na výzkum planet mimo Sluneční soustavu nejde více peněz než na jiné obory a i dnes, šestnáct let po objevu první exoplanety, se tomuto lovu exoplanet věnuje na špičkové úrovni hrstka týmů, které spočítáte na prstech jedné ruky. Je to Evropa versus USA, radiální rychlosti versus tranzitní fotometrie.

 

V poslední době slaví úspěchy (a v celkových statistikách vévodí) ženevští astronomové a jejich spektrograf HARPS, který se snaží nalézt planety díky jejich vlivu na mateřskou hvězdu, a potom kosmický dalekohled Kepler, jenž pro změnu sleduje desítky tisíc hvězd ve snaze zachytit jejich nepatrné mrknutí v okamžiku tranzitu planety.
Tyto dvě metody si navzájem konkurují, ale také se doplňují. Radiální rychlosti nám dohodí hmotnost planety, tranzity zase umožňují nahlédnout do tajů velikostí cizích světů.

 

Nedávný kongres o Extrémních planetárních systémech definitivně potvrdil postupně se klubající problém. Tým od HARPS na něm představil 50 nových úlovků a provedl statistickou analýzu všech (nejen) svých dosavadních objevů.

 

Evropští astronomové se domnívají, že u 30% až 50% hvězd spektrálního typu K a G (tedy hvězd více méně podobných Slunci) se nachází alespoň jedna planeta o hmotnosti menší než 17 Zemí a dobou oběhu pod 50 dní. Pokud by to byla pravda, byla by Galaxie plna stovek miliard relativně malých ledových či dokonce terestrických světů.

 

Jenomže data z Keplera s těmito závěry nekorespondují. Porovnávat výsledky spektrografu HARPS a Keplera není vůbec snadné. Byť se jedná o výzkum téhož, oba projekty na to jdou z opačných konců. V případě Keplera můžeme jen těžko hovořit o planetách s hmotnosti pod 17 Zemí, když Kepler jak známo dokáže „změřit“ pouze velikost objevených kandidátů a hmotnost nikoliv (až na výjimky).

 

Vědci se přesto pokusili výsledky porovnat na základě statistických postupů a odhadů. Jako hodnota srovnatelná s hmotností 17 Zemí byl zvolen poloměr 4 Země.

 

Musíme si uvědomit, že planety, jejíž roviny oběžných drah k nám nesměřují, Kepler nenajde. Tento handicap ale lze odstranit, neboť víme, s jakou pravděpodobností bude dráha planety směřovat k nám. U planet na dráze s oběžnou dobou do 50 dní se pohybuje od 1% do 15% (v závislosti na vzdálenosti planety od hvězdy a poloměru hvězdy).

 

Pro analýzu byli použiti kandidáti od Keplera (tedy nepotvrzené exoplanety), které však existují opět s určitou pravděpodobností (cca 95%).

 

Když to shrneme, Kepler měl dle HARPS objevit asi 3000 kandidátů o poloměru menší než 4 Země a oběžné době kratší než 50 dní. Kepler jich ale našel jen 1000, což je zkrátka příliš velký rozdíl.

 

Exoplanetární kandidáti z Keplera k 2. únoru 2011. Rozdělení dle velikosti. Credit: NASA
Exoplanetární kandidáti z Keplera k 2. únoru 2011. Rozdělení dle velikosti. Credit: NASA

 

Pokud jsou data od obou lovců exoplanet správná, pak musíme přijít s nějakým vysvětlením. Jedno nabízí Gregory Laughlin (Kalifornská univerzita Santa Cruz) na svém webu a v odborném článku.

 

Podle Laughlina existují v dané kategorie dvě protichůdné a dominantní typy exoplanet. Na jedné straně jde o malé planety s vysokou hustotou, které se skládají zejména z křemičitanů a železa, na straně druhé ledoví obři o velmi malé hustotě.

 

Zdroje:

 

 

www.novedalekohledy.cz