Olympus Mons je největší horou ve Sluneční soustavě. Credit: NASA
Olympus Mons je největší horou ve Sluneční soustavě. Credit: NASA

Většinu exoplanet nevidíme. Pozorujeme jen jejich vlivy na mateřskou hvězdu. Pokud už nějakou planetu pozorujeme přímo, jedná se o mladého obra a i ten je vidět jen jako světelný bod. Mohli bychom v nejbližší době pozorovat na povrchu exoplanet nějaké detaily? Vědci přišli s jednoduchým způsobem, jak objevit na povrchu kamenných planet hory!

V relativně nedaleké budoucnosti by se mohla zrodit exotopografie. Moiya McTier a David Kipping přišli s jednoduchých způsobem, který by nám umožňoval objevit velké pohoří na planetách desítky světelných let od nás. Princip je jednoduchý, ale provedení bude poněkud složitější.

Pokud planeta přechází před svou hvězdou, způsobuje nepatrný pokles její jasnosti. Tranzitní metoda umožňuje změřit velikost planety a parametry její oběžné dráhy, ale nabízí i další možnosti – například objev exoměsíců nebo prstenců.

Představme si, že povrch planety není dokonale kulatý (nebo spíše hladký, kulatá není ani Země), ale nachází se na něm velké hory podobné například Himálajím. Pozorováním dostatečně velkého množství tranzitů můžeme tyto hory objevit. Pěkně je to znázorněno na obrázku níže.

Tranzit planety s horou a změny ve světelné křivce. Credit: Moiya McTier, David Kipping

Když dojde k tranzitu planety v době, kdy se na hory díváme z boku, projeví se to ve světelné křivce. Planeta samozřejmě nesmí mít vázanou rotaci, což je bohužel případ velké části dosud objevených planet tranzitní metodou – jednoduše proto, že se planety s kratší oběžnou dobou hledají nejlépe.

Deformace světelné křivky vlivem nějakého velkého pohoří nebo sopky bude samozřejmě velmi malá. Obecně platí, že hloubka tranzitu je o to větší, čím větší je planeta a čím menší je hvězda.

V případě planet u hvězd podobných Slunci nebudeme mít šanci. U červených trpaslíků bude situace lepší, ale úplně nejlepší by byla u bílých trpaslíků, kteří mají velikost podobnou Zemi. Bílí trpaslíci jsou obnažená jádra bývalých hvězd podobných Slunci. Zatím jsme sice planety u bílých trpaslíků neobjevili, ale astronomové věří, že by nějaké planety okolo nich obíhat mohly. Bílí trpaslíci mají obvykle velikost srovnatelnou se Zemí.

Jak časté jsou exoplanety u bílých trpaslíků?

Současné dalekohledy nemají dostatečnou přesnost. Podle autorů si budeme muset počkat až na daleko větší dalekohledy s průměrem okolo 100 metrů (takový měl být Overwhelmingly Large Telescope).

Ideální by podle autorů byla planeta o velikosti Marsu, která obíhá okolo bílého trpaslíka s periodou asi 10 hodin. Tranzit podobné planety by trval asi 2 minuty. Dalekohled o průměru 100 metrů by podobných tranzitů musel pozorovat asi 400, což odpovídá přibližně 20 hodinám pozorování (musíte začít pozorovat chvíli před tranzitem).

Kromě vázané rotace ale mohou nastat i další komplikace, které pozorování hor znemožní – oblaka, osa rotace planety apod.

Zdroj: Finding Mountains with Molehills: The Detectability of Exotopography