Czy kiedykolwiek wybrałeś się na polowanie… na planety?
Może to zabrzmieć dziwnie, ale astronomowie właśnie tym się zajmują! Przez wieki sądziliśmy, że osiem planet w naszym Układzie Słonecznym to wszystko, co istnieje. Jednak w ciągu ostatnich kilku dekad naukowcy odkryli tysiące światów krążących wokół odległych gwiazd. Nazywa się je planetami pozasłonecznymi, w skrócie – egzoplanetami, i są one znacznie bardziej powszechne, niż kiedyś sądziliśmy. Poszukiwanie planet jeszcze się nie zakończyło – to dopiero początek!
Odkrywanie planet pozasłonecznych stanowi jednak prawdziwe wyzwanie. Są one małe, ciemne i niemal niemożliwe do dostrzeżenia nawet za pomocą najpotężniejszych teleskopów. Astronomowie stosują więc szereg sprytnych sztuczek, śledząc wskazówki i wzorce, aby odkryć te odległe światy.
Sposób 1: Zidentyfikuj planetę za pomocą bezpośredniego obrazowania
Pierwszym i najprostszym pomysłem jest po prostu zrobienie zdjęcia planety. Metoda ta znana jest jako obrazowanie bezpośrednie.
Łatwiej to powiedzieć niż zrobić! Światło gwiazdy może z łatwością przyćmić słabe światło pobliskich planet. Aby temu zaradzić, astronomowie używają specjalnych narzędzi, które blokują jasne światło gwiazd, odsłaniając w ten sposób słabo widoczne planety na orbitach. Ta metoda sprawdza się najlepiej w przypadku bardzo dużych planet, które krążą daleko od swoich gwiazd. Światy te odbijają więcej światła i znajdują się na tyle daleko, że można je odróżnić od blasku gwiazdy.
Chociaż metoda bezpośredniego obrazowania przyniosła kilka imponujących odkryć, sprawdza się ona jedynie w przypadku niewielkiej liczby układów planetarnych.
Sposób 2: Poszukaj gwiazd, które się chwiają, wykorzystując prędkość radialną
Tak jak prawdziwy myśliwy, czasami nie widać celu, więc trzeba zamiast tego szukać wskazówek w pobliżu. Gwiazdy mogą pozostawiać ślady wskazujące, że ukrywają planetę. Jedną z takich wskazówek jest to, że gwiazda się chwieje!
Kiedy planeta krąży wokół gwiazdy, jej grawitacja oddziałuje również na gwiazdę, powodując jej drgania w przestrzeni kosmicznej. Naukowa nazwa tego zjawiska to prędkość radialna.
Ruch ten jest bardzo niewielki, ale przy użyciu czułych narzędzi można dostrzec drgające gwiazdy, a tym samym oznaki, że mogą tam znajdować się również egzoplanety!
Sposób 3: Śledzenie zmian położenia za pomocą astrometrii
Innym sposobem wykrywania gwiazd poruszających się w nietypowy sposób (a zatem wokół których mogą krążyć egzoplanety) jest dokładny pomiar położenia gwiazdy na niebie.
Gwiazda z planetą nie porusza się w przestrzeni kosmicznej po idealnie prostej linii, lecz opisuje niewielką, zakrzywioną trajektorię, podlegając oddziaływaniu grawitacji planety. To tak, jakby gwiazda i jej planety tańczyły kosmiczny taniec!
Technika ta nazywa się astrometrią i jest wykorzystywana w ramach misji Gaia prowadzonej przez ESA. Im większa jest planeta i im dalej znajduje się od gwiazdy, tym łatwiej jest ją wykryć za pomocą astrometrii.
Sztuczka nr 4: Obserwuj cienie, stosując metodę tranzytową
Czasami obserwator nie widzi samego obiektu, a jedynie jego cień! Jeśli z naszego punktu widzenia planeta przechodzi przed swoją gwiazdą, zasłania niewielką część światła. Zjawisko to nazywa się tranzytem. Gwiazda wydaje się nieznacznie przygaszać, a gdy planeta się odsunie, powraca do normalnej jasności.
Transity są trudne do zaobserwowania, ponieważ zmiana natężenia światła jest bardzo niewielka, ale specjalne teleskopy służące do poszukiwania planet, takie jak misja „Plato” agencji ESA, świetnie radzą sobie z tym zadaniem! „Plato” potrafi nawet wykrywać egzoplanety podobne do Ziemi krążące wokół gwiazd takich jak nasze Słońce, mimo że planety te są dość małe i nie zasłaniają zbyt wiele światła!
Poszukiwacze egzoplanet muszą wykazać się cierpliwością, czekając miesiące, a nawet lata, aby dostrzec powtarzający się wzór zaćmienia gwiazdy. Misja Plato prowadzona przez ESA ma na celu obserwację tysięcy gwiazd jednocześnie w poszukiwaniu tych powtarzających się sygnałów. Mierząc stopień przyciemnienia światła oraz częstotliwość występowania tranzytu, astronomowie mogą wykorzystać wyniki badań misji Plato do określenia wielkości planety i jej orbity.
Polowanie trwa!
Dzięki tym metodom astronomowie odkryli tysiące egzoplanet, ujawniając niezwykłą różnorodność światów. Niektóre z nich to ogromne gazowe giganty krążące blisko swoich gwiazd. Inne to zamarznięte planety dryfujące w dalekiej przestrzeni. Kilka z nich może nawet znajdować się w obszarach wokół swoich gwiazd, gdzie temperatura jest idealna do istnienia wody w stanie ciekłym!
A to dopiero początek. Wiele planet wciąż pozostaje do odkrycia – ukrytych w blasku swoich gwiazd lub czekających na odpowiednią technikę, która pozwoli je odkryć. Być może jedna z tych planet jest podobna do Ziemi, a nawet może być siedliskiem życia. Czy chciałbyś pomóc w odnalezieniu takiej planety?
