Quo vadis, kosmický výzkume exoplanet?

Družice Gaia. Credits: ESA, image by C.Carreau
Družice Gaia. Credits: ESA, image by C.Carreau

Připravované nejen kosmické projekty pro výzkum exoplanet.


Astronomové to sice občas neradi slyší, ale nástup exoplanet znamenal velký rozvoj mnoha podstatně starších vědních disciplín. Například stelární astronomie či hvězdné seismologie, což jsou obory, které nejsou vzdáleny ani snahám o lepší pochopení našeho vlastního Slunce. A to je mimochodem parketa, která může ovlivnit život každého z nás.

Výzkum exoplanet bude v následujících letech patrně kráčet v několika stopách:

  • Další rozvoj tranzitní fotometrie, hledání nových exoplanet zemského typu v obyvatelných oblastech, zpřesnění poloměrů již objevených planet nebo planet odhalenými jinými metodami. Mezi chystané pozemské projekty patří například MASCARA, HATSouth a NGTS.
  • Měření radiálních rychlostí – nástup nových spektrografů – například ESPRESSO, stavba nových dalekohledů (E-ELT), zprovoznění spektrografu na Velkém kanárském dalekohledu aj.
  • Hledání exoplanet metodou gravitačních mikročoček jako vedlejšího produktu při výzkumu skryté energie. Objevy těchto planet mají ryze statistické důsledky. Porovnává se počet objevených exoplanet s počtem, který předpověděly simulace.
  • Výzkum atmosfér exoplanet – nástup dalekohledu Jamese Webba a dalších
  • Přímé zobrazení exoplanet
  • Astrometrická metoda – kdysi nadějná a nejstarší metoda zatím vedla spíše k rozporuplným výsledkům. Změnit to mají připravované evropské projekty, zatímco NASA svého astrometrického lovce exoplanet pohřbila.

 

Kosmický výzkum

Dalekohled Kepler má zatím v pokladničce penízky do roku 2016, ačkoliv pokud byste zavítali do jeho sídla v polorozpadlé bývalé vojenské základně poblíž San Franciska, do které zbývající zaměstnanci dojíždí i více než hodinu, asi byste ho na bohatý projekt netypovali.
Problémem Keplera může být technika. Jeden z pokažených gyroskopů se zatím nepovedlo uvést do chodu, a pokud „klekne“ ještě jeden, můžeme Keplera odepsat.
Keplera přitom potřebujeme. K odhalení exoplanet zemského typu v obyvatelných oblastech hvězd podobných Slunci bude potřeba více času. Hlavním úkolem přitom není ani tak objev konkrétních exoplanet ale spíše znalost jejich počtu.

Gaia

Není moc misí Evropské kosmické agentury, do kterých by se vkládaly větší naděje. Až bude Gaia v roce 2014 startovat (snad), budou stelární astronomové s trochou nadsázky pálit knihy. Gaia zpřesní údaje o více než miliardě hvězd v naší Galaxii. Zaměří se na zjištění vzdálenosti hvězd a také na přesné měření jejich polohy. Co to má společného s exoplanetami? Lovci exoplanet budou moci při popisu mateřské hvězdy sáhnout do bohatého archívu družice Gaia. V důsledku toho budou zpětně upřesněny odhady velikosti některých již objevených exoplanet.

Kromě toho by měla Gaia přinést objevy nových tranzitujících exoplanet, ale ponoří se také do astrometrie. Planety by měly být v tomto případě odhaleny díky jejich gravitačnímu vlivu na mateřskou hvězdu. Na pomoc však nepřijde spektrum ale vlastní pohyb hvězdy, který zbavený vlivu oběhu Země kolem Slunce připomíná přímku, avšak s exoplanetou za zády vlnovku.

NEAT

V tomto případě nejde o lovce blízkozemních planetek ale o další zatím spíše nejistý projekt ESA. NEAT by mohl odstartovat kolem roku 2020 a po navedení do libračního centra L2 asi 1,6 milionů km od Země se zaměřit na lov exoplanet u vybraných blízkých hvězd do vzdálenosti zhruba 20 parseků (65 světelných let). NEAT využije již zmíněnou astrometrii. Původně měl disponovat zrcadlem o průměru 1 metr se značně dlouhou ohniskovou vzdáleností – plných 40 metrů. Dalekohled měly tvořit dvě nezávislá plavidla, letící ve formaci ve vzdálenosti 40 metrů. Jestli ovšem nemají kosmické projekty něco v lásce, jsou to finanční škrty a technické problémy. To první může projekt pohřbít, to druhé ho prodraží, což nakonec vede k první variantě nebo významné redukci. NEAT proto nakonec možná vyjde ze švédské družice PRISMA a místo 40 metrů bude mít ohnisko jen 12 metrové. Teprve později po odzkoušení chudší verze by přišel na řadu původní koncept. Ochuzená verze se patrně zaměří jen na 25 – 30 blízkých hvězd, zřejmě také na nalezení dalších planet u Alfa Centauri.

Cheops

Družice pro zpřesnění parametrů objevených exoplanet tranzitní metodou – viz náš článek.

Nové světy (New Worlds)

Zajímavý koncept, skládající se ze dvou částí. Družice by blokovala světlo vzdálených hvězd samostatně letícímu dalekohledu. Tvar clony připomíná květinu. Cílem je tedy objevování exoplanet přímou metodou. Zatím se jedná pouze o koncept s nejasným datem realizace.

Euclid

Už jsme to naťukli v úvodu. Euclid se zaměří na hledání skryté energie. Sekundárně by měl objevovat exoplanety metodou gravitačních mikročoček a také prostřednictvím tranzitní metody.

WFIRST

Je americkou obdobou Euclidu. Projekt ovšem poněkud „vycucaly“ náklady na stavbu dalekohledu Jamese Webba. Podrobnosti v našem článku. Pomoci ovšem může dárek amerických ozbrojených složek, které mají přebytečný materiál, původně plánovaný pro špionážní družice (odkaz).

EChO

Exoplanet Characterisation Observatory, která by se měla věnovat spektroskopickému výzkumu již objevených exoplanet. Družice by byla umístěna v libračním centru L2 a zaměřila by se zejména na výzkum atmosfér exoplanet, rozložení teploty a albedo (kolik světla atmosféra exoplanety odráží).

EXCEDE, TESS, FINESSE – zatím ve fázi výběru, favoritem je TESS.