Nejen klíče či peněženka, ztratit se dá i celá planeta

Exoplaneta v představách malíře. Credit: NASA
Exoplaneta v představách malíře. Credit: NASA
www.novedalekohledy.cz

Následná pozorování byla vždy důležitá nejen při výzkumu exoplanet, ale nyní se stávají ještě mnohem důležitější.

Není nic horšího, než když ztratíte planetu. Představte si, že po nelehké přípravě dostanete pozorovací čas na kosmickém dalekohledu za pár miliard dolarů. Namíříte ho na hvězdu a…. a nic.

V populárních článcích je asi zbytečné uvádět oběžnou dobu exoplanety s přesností větší než jedno desetinné místo. V případě efemerid je ale vysoká přesnost klíčová pro předpovídání dalších tranzitů.

V lednu 2015 jsme psali o tom, že Kepler objevil u jedné hvězdy tři super-země. Systém byl tehdy znám ještě pod označením EPIC 201367065, dnes už je jeho označení K2-3.

Planety obíhají okolo hvězdy s periodami 10, 24 a 45 dní. O nejvzdálenější planetě „d“ se sice občas mluví jako o potenciálně obyvatelné, ale ono to nebude tak horké. Nebo to možná naopak horké bude, planeta dostává od své hvězdy o 40 až 50 % více záření než Země od Slunce.

Japonští astronomové vzali data z Keplera, dalekohledu Spitzer ale také vlastní. Pozorovali tranzit pomoci 188 cm velkého dalekohledu. Byl to docela úctyhodný výkon. Hloubka tranzitu (o kolik jasnost hvězdy poklesne v době tranzitu) závisí na velikosti hvězdy a planety. Včera jsme třeba psali o pozorování tranzitu GJ 1132b něčím, co lze přirovnat spíše ke kameře než k dalekohledu. Planeta je jen o něco větší než Země ale mateřská hvězda je 5x menší než Slunce.

K2-3 má velikost asi 60 % a hloubka tranzitu planety „d“, která má poloměr 1,5 Země, je asi 0,7 tisícin magnitudy. To je druhý nejmělčí tranzit pozorovaný se Země – po 55 Cnc e (0,4 tisíciny magnitudy, pozorován 2,5 metrovým Nordic Optical Telescope).

Japoncům se na základě všech dat podařilo zpřesnit oběžnou dobu planety na 44,55612 ± 0,00021 dní.

Proč je to tak důležité? Planety jako je K2-3d jsou vhodné pro další průzkum – především transmisní a emisní spektroskopií, kdy se zkoumá atmosféra planety během tranzitu před hvězdou nebo získává tepelný profil planety.

Je ale poněkud nepříjemné, když znáte oběžnou dráhu planety nepřesně a tudíž nepřesně spočítáte dobu tranzitu. Na hvězdu pak namíříte třeba extrémně drahý dalekohled Jamese Webba a k tranzitu planety v danou dobu nedojde.

O problému jsme už psali v souvislosti s pozorováním infračerveného dalekohledu Spitzer. K tranzitu planety K2-18b došlo o 1,8 hodin dříve, než bylo vypočítáno. Pokud by se na exoplanetu nebo spíše na její hvězdu podíval JWST, byl by v té době rozdíl už 10 hodin!

Výzkum tranzitujících exoplanet v tomto ohledu vstupuje do zcela nové éry. První éra byla ve znamení objevů ze Země. Druhá ve znamení objevů Keplera v rámci jeho první mise, která byla tak dlouhá, že se podařilo pozorovat několik tranzitů dané exoplanety.

V rámci mise K2 ale Kepler pozoruje jedno zorné pole jen 80 dní, takže stihne obvykle jen třeba dva tranzity. Něco podobného, ale ve větším měřítku, bude v případě družice TESS, která odstartuje příští rok. Některá zorná pole bude pozorovat jen necelý měsíc.

Zdroj: Ground-based Transit Observation of the Habitable-zone Super-Earth K2-3d