Lovec exoplanet připraven ke startu

Na 6. března 2009 je naplánováno vypuštění americké astronomické družice s názvem KEPLER. Jedná se o fotometrickou družici, která bude k objevování exoplanet využívat efekt, při němž obíhající planeta přechází před pozorovanou hvězdou a způsobuje tak nepatrný pokles její jasnosti. Hlavním úkolem mise je pátrat po planetách podobných Zemi, tj. se stejnou hmotností, podobnou dráhou a obíhajících kolem hvězd s podobnými charakteristikami, jako má Slunce. U takových planet je vyšší pravděpodobnost rozumného života.

Start družice byl původně naplánován na říjen 2006. Během necelých čtyř let bude nepřetržitě sledovat část souhvězdí Labutě. Optický systém družice bude unikátní. Jedná se o širokoúhlou kameru, schopnou současně sledovat více než 100 000 hvězd v průběhu minimálně 3,5 roku.

Když vzdálená planeta mimo Sluneční soustavu na své oběžné dráze zakryje hvězdu, nastane nepatrný pokles jasnosti hvězdy – zhruba o 1/10 000 původní jasnosti, trvající zhruba 2 až 16 hodin. Pokud se budou tyto změny jasnosti pravidelně opakovat s velkou přesností, lze se domnívat, že to způsobuje planeta podobná Zemi. Abychom mohli uvedený jev pozorovat, musí prodloužená rovina oběžné dráhy exoplanety kolem hvězdy mířit směrem k Zemi.

Ze znalosti hmotnosti hvězdy a ze zjištěné oběžné doby planety lze použitím 3. Keplerova zákona vypočítat vzdálenost planety od středu hvězdy. Na základě zjištěného poklesu jasnosti hvězdy a průběhu světelné křivky odvodíme průměr hvězdy a planety. Ze vzdálenosti planety od hvězdy a známé teploty hvězdy (určeno ze spektra) můžeme vypočítat teplotu na povrchu planety.

Astronomové předpokládají, že pomocí družice KEPLER objeví minimálně 50 exoplanet o stejném průměru jako Země, asi 185 exoplanet do průměru 1,3 Země a zhruba 640 planet o průměru 2,2krát převyšujícím průměr Země. Uvidíme, jaká bude skutečnost.

Hlavní cíle mise jsou následující:

• Určit procentuální zastoupení terestrických a velkých planet, které se nacházejí uvnitř nebo v těsné blízkosti zóny obyvatelnosti u širokého rozsahu různých typů hvězd (zóna obyvatelnosti nebo zóna života je oblast v okolí hvězdy, kde na případných planetách existují podmínky pro přítomnost kapalné vody).
• Určit rozložení průměrů a tvarů oběžných drah těchto planet.
• Odhadnout, jaké množství planet se nachází ve vícenásobných hvězdných soustavách (v dvojhvězdách, trojhvězdách apod.).
• Určit rozmanitost průměrů drah a schopnosti planet odrážet světlo hvězdy, dále rozměry, hmotnosti a hustoty krátkoperiodických obřích planet.
• Identifikovat další tělesa v každé objevené planetární soustavě prostřednictvím dalších způsobů.
• Určit vlastnosti hvězd, které jsou domovským přístavem obíhajících exoplanet.

Hlavním přístrojem sondy je dalekohled o průměru 1,4 m, který soustřeďuje světlo hvězd do velmi citlivého fotometru. Dalekohled má velmi široké zorné pole o průměru 12 úhlových stupňů. Je to nutné za účelem sledování velkého počtu hvězd. Družice bude nepřetržitě sledovat více než 100 000 hvězd stále ve stejném zorném poli po celou dobu mise v trvání 3,5 roku (očekává se možnost prodloužení výzkumu až na 6 let). Takto zkonstruovaný dalekohled bude schopen zaregistrovat i nepatrný pokles jasnosti hvězdy při zastínění planetou velikosti naší Země.

Dlouhodobé nepřetržité monitorování změn jasnosti tisíců hvězd s velmi vysokou přesností přináší i další možnosti výzkumu. Jednou z nich je studium hvězdných oscilací (tzv. „hvězdotřesení“), které jsou pozorovány jako malé periodické změny jasnosti hvězd a které můžeme využít ke studiu jejich vnitřní stavby – obdobně jako lze studiem šíření zemětřesných vln zjišťovat vnitřní stavbu Země. Tato oblast výzkumu je označována jako astroseismologie (u Slunce jako helioseismologie). Pomocí této metody lze rovněž určit hmotnosti a průměry hvězd s mimořádně vysokou přesností.

Zdroj: http://kepler.nasa.gov/

autor: František Martinek