Oletko koskaan lähtenyt metsästämään… planeettoja?
Se saattaa kuulostaa oudolta, mutta juuri sitä tähtitieteilijät tekevätkin! Vuosisatojen ajan luulimme, että aurinkokuntamme kahdeksan planeettaa olivat kaikki, mitä oli olemassa. Viime vuosikymmenien aikana tutkijat ovat kuitenkin löytäneet tuhansia maailmoja, jotka kiertävät kaukaisia tähtiä. Niitä kutsutaan aurinkokunnan ulkopuolisiksi planeetoiksi, lyhyesti eksoplaneetoiksi, ja niitä on paljon yleisempiä kuin aiemmin kuvittelimme. Planeettojen etsintä ei ole ohi, vaan se on vasta alkamassa!
Exoplaneettojen löytäminen on kuitenkin todellinen haaste. Ne ovat pieniä, tummia ja lähes mahdottomia havaita edes tehokkaimmilla kaukoputkilla. Sen sijaan tähtitieteilijät käyttävät joukkoa ovelia temppuja ja seuraavat vihjeitä ja malleja paljastaakseen nämä kaukaiset maailmat.
Vinkki 1: Löydä planeetta suorakuvauksella
Ensimmäinen ja yksinkertaisin idea on yksinkertaisesti ottaa kuva planeetasta. Tätä menetelmää kutsutaan suoraksi kuvantamiseksi.
Tämä on helpommin sanottu kuin tehty! Tähden valo voi helposti peittää lähellä olevien planeettojen heikon hehkun. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tähtitieteilijät käyttävät erityisiä välineitä, jotka suodattavat kirkkaan tähtivalon pois ja paljastavat kiertoradalla olevat himmeät planeetat. Tämä menetelmä toimii parhaiten erittäin suurten planeettojen kohdalla, jotka kiertävät kaukana tähdestään. Nämä planeetat heijastavat enemmän valoa ja ovat riittävän kaukana, jotta ne voidaan erottaa tähden kirkkaasta valosta.
Vaikka suora kuvantaminen on tuonut esiin joitakin vaikuttavia löytöjä, se toimii vain harvoissa planeettajärjestelmissä.
Vinkki 2: Etsi heiluvia tähtiä säteittäisen nopeuden avulla
Aivan kuten oikea metsästäjä, et aina näe kohdetta, joten sinun on etsittävä sen sijaan vihjeitä lähistöltä. Tähdet voivat antaa vihjeitä siitä, että niiden takana piilee planeetta. Yksi tällainen vihje on se, että tähti heiluu!
Kun planeetta kiertää tähteä, planeetan painovoima vaikuttaa myös tähteen, jolloin tähti heiluu avaruudessa. Tämän ilmiön tieteellinen nimi on radiaalinen nopeus.
Liike on hyvin pieni, mutta herkillä mittalaitteilla voi olla mahdollista havaita väriseviä tähtiä – ja siten merkkejä siitä, että siellä saattaa olla myös eksoplaneettoja!
Vinkki 3: Seuraa sijainnin muutoksia astrometrian avulla
Toinen tapa havaita outosti liikkuvia tähtiä (joiden kiertoradalla saattaa olla eksoplaneettoja) on mitata huolellisesti tähden sijainti taivaalla.
Tähti, jolla on planeetta, ei liiku avaruudessa täysin suorassa linjassa, vaan se kulkee pientä, kaarevaa rataa planeetan painovoiman vaikutuksesta. Aivan kuin tähti ja sen planeetat esittäisivät kosmista tanssia!
Tätä menetelmää kutsutaan astrometriaksi, ja sitä käytetään ESA:n Gaia-luotainohjelmassa. Mitä suurempi planeetta on ja mitä kauempana se on tähdestä, sitä helpompi se on löytää astrometrian avulla.
Vinkki 4: Tarkkaile varjoja transit-menetelmällä
Joskus metsästäjä ei näe kohdettaan, vaan sen varjon! Jos planeetta kulkee tähtensä edestä meidän näkökulmastamme katsottuna, se peittää pienen osan valosta. Tätä kutsutaan kauttakulkuksi. Tähti näyttää himmenevän hieman, mutta palaa normaaliin kirkkauteensa, kun planeetta siirtyy pois tieltä.
Transitit ovat vaikeasti havaittavissa, koska valon muutos on niin pieni, mutta erityiset planeettojen etsintään tarkoitetut kaukoputket, kuten ESA:n Plato-missio, suoriutuvat tehtävästään erinomaisesti! Plato pystyy löytämään jopa Maan kaltaisia eksoplaneettoja Aurinkomme kaltaisten tähtien ympäriltä, vaikka nämä planeetat ovatkin melko pieniä eivätkä siten peitä paljoa valoa!
Exoplaneettojen etsijöiden on oltava kärsivällisiä ja odotettava kuukausia tai jopa vuosia, jotta he voivat havaita toistuvan kuvion tähden himmenemisessä. ESAn Plato-missio on suunniteltu tarkkailemaan tuhansia tähtiä kerralla etsien näitä toistuvia signaaleja. Mittaamalla valon himmenemisen voimakkuuden ja transitin toistumistiheyden tähtitieteilijät voivat Platon avulla määrittää planeetan koon ja kiertoradan.
Metsästys jatkuu!
Näiden menetelmien avulla tähtitieteilijät ovat löytäneet tuhansia eksoplaneettoja, jotka paljastavat maailmojen hämmästyttävän monimuotoisuuden. Jotkut niistä ovat valtavia kaasujättiläisiä, jotka kiertävät tähtiään lähellä. Toiset ovat kaukana ajelehtivia jääplaneettoja. Jotkut saattavat jopa sijaita tähtiensä ympärillä alueilla, joilla lämpötila on juuri sopiva nestemäisen veden olemassaololle!
Ja tämä on vasta alkua. Monia planeettoja on vielä löytämättä; ne ovat piilossa tähtiensä valossa tai odottavat sopivaa menetelmää, jolla ne voidaan paljastaa. Ehkä jokin näistä planeetoista on Maan kaltainen ja siellä voisi jopa olla elämää. Haluaisitko auttaa etsimään tällaisen planeetan?
