Jak poznáme vzdálené obyvatelné planety? Díl druhý

- Vesmír autor: Julie Nováková

Existují další světy vhodné pro život i někde "tam venku"? Podobně se možná při pohledu na noční oblohu alespoň jednou ptala většina z nás. Astronomové ale na otázku navazují a ptají se: Pokud ano, za jakých podmínek – kde je máme hledat a byli bychom vůbec schopni takové planety zachytit? 

Změřit velikost světa ležícího za hranicemi naší sluneční soustavy je trošku složitější, než jak si to představuje ilustrátor na tomto snímku, díky datům získaným sondou Kepler a s pomocí Spitzerova vesmírného dalekohledu se ale vědcům podařilo provést dosud nejpřesnější měření

Změřit velikost světa ležícího za hranicemi naší sluneční soustavy je trošku složitější, než jak si to představuje ilustrátor na tomto snímku, díky datům získaným sondou Kepler a s pomocí Spitzerova vesmírného dalekohledu se ale vědcům podařilo provést dosud nejpřesnější měření,zdroj: NASA

Přinášíme první díl krátkého seriálu. První díl najdete ZDE

Další generace pozemských i kosmických teleskopů se už chystá nám představit další plejádu více i méně exotických světů. Od léta 2014 v bodě L2 soustavy Slunce-Země působí evropská sonda Gaia, která provádí astrometrická měření – měří pohyb hvězd na obloze.

Část tohoto pohybu, projevující se jako pravidelné "kývání se", může být způsobena právě gravitací planety působící na hvězdu. Čím hmotnější planeta je a čím blíže hvězdě obíhá, tím bude efekt silnější, a očekává se, že sonda zachytí několik tisíc až desetitisíců planet ve hmotnostní třídě plynných obrů.

Gaia slouží primárně ke katalogizaci hvězd a hledání exoplanet je jedním z jejích sekundárních, byť také důležitých cílů. Brzy se však chystají i specializované mise, například TESS, která má pomocí tranzitní metody hledat planety u jasných hvězd v našem relativním okolí. Očekává se, že nalezne řádově tisíce plynných a ledových obrů, stovky "superzemí" a desítky terestrických planet o velikosti podobné Zemi či menší. Odstartovat by měla v roce 2017 a plánovaná délka trvání primární mise, s možností prodloužení, je dva roky.

CHEOPS, první z nové třídy malých misí ESA, má za hlavní cíl pátrat po tranzitech planet ve třídách superzemí či minineptunů již objevených metodou radiálních rychlostí. Tranzity nám umožní získat velikost planet kromě jejich hmotnosti a díky tomu odvodit jejich hustotu, možné složení a vnitřní strukturu.

Pomocí fázových křivek by také CHEOPS u některých planet mohl rozlišit, zda mají atmosféru a jak rozsáhlou, byť nebude schopen nijak zkoumat její skladbu. Start mise je plánován na závěr roku 2017. Opět pod taktovkou ESA by se v polovině 20. let měla uskutečnit mise PLATO. Její cíl je skutečně ambiciózní: Identifikovat tranzitní metodou velké množství planet včetně terestrických kolem až milionu hvězd. Díky propojení s pozemními měřeními radiálních rychlostí budeme schopni určit také hmotnost alespoň části nalezených planet.

Pozemní měření bychom rozhodně neměli zatracovat. Například teleskop HARPS v chilském La Silla a jeho protějšek HARPS-N na Kanárských ostrovech objevily metodou radiálních rychlostí přes 130 exoplanet a pomohly určit hmotnost řady planet objevených tranzitní metodou.

Chystaný NIRPS bude v této činnosti pokračovat zejména pro planety u méně hmotných a jasných hvězd. Dalších probíhajících i blížících se projektů pozemních pozorování je celá řada, co se týče radiálních rychlostí (projekty ESPRESSO, CARMENES, SPIRou) i tranzitů (projekty HATNet, MEarth, NGTS, SPECULOOS). Velmi plodné by měly být zejména co do objevů planet u chladnějších menších hvězd.

V neposlední řadě JWST, vesmírný teleskop Jamese Webba, se má od podzimu 2018 stát faktickým nástupem slavného Hubbleova vesmírného teleskopu. Jednou z náplní mise bude i studium atmosfér tranzitujících exoplanet. Teleskop bude moci v blízkém infračerveném spektru analyzovat světlo procházející atmosférou planety a porovnat jej se světlem samotné hvězdy.

Díky analýze rozdílů způsobených tím, že složky atmosféry pohlcují (absorbují) či naopak vyzařují (emitují) určité vlnové délky světla, je možné rámcově určit složení atmosféry. Některé z nich, takzvané biosignatury, by nám mohly pomoci zjistit, že se na jiných planetách nachází život. Nebude to jednoduché, neboť záleží na jejich koncentraci v různých vrstvách atmosféry, přítomnosti oblaků či oparů, aktivitě hvězdy a dalších faktorech, ale jde o naši nejlepší šanci na eventuální objevení života mimo naši soustavu.

V roce 1992 byl ohlášen první potvrzený objev extrasolárních planet. V roce 2000 jsme jich znali pár desítek. Dnes již dosáhl počet potvrzených exoplanet bezmála tří a půl tisíc a dalších několik tisíc kandidátních pozorování čeká na potvrzení.

Chystaní lovci exoplanet už v příštích letech objeví přinejmenším další tisíce světů u jiných hvězd. Umožní nám na základě rozsáhlého vzorku zjistit, jaké typy exoplanet se u různých hvězd objevují nejčastěji, jaké konfigurace planetárních systémů jsou běžné a další užitečné znalosti, které můžeme odvodit jen z dostatečně velkého množství dat.

Zkoumání jejich atmosfér nám pak umožní mnohem lépe poznat vývoj planet po jejich zformování a v ideálním případě i obyvatelnost až obývanost. Sloučenin, které by mohly sloužit jako biosignatury, tedy známky života, byla navržena celá řada a před pouhými pár týdny vyšla novápráce astronomky Sary Seager a jejích kolegů shrnující dosavadní pokrok v tomto směru výzkumu. Máme před sebou ještě dlouhou cestu – ale rozhodně se na ni na celou máme proč těšit.

Prezentace většiny přednášek z The Astrophysics of Planetary Habitability lze najít zde.

Autorka je externí spolupracovnicí Katedry geofyziky MFF UK a děkuje pracovišti za to, že se ona a kolega Tomáš Petrásek mohli zúčastnit konference The Astrophysics of Planetary Habitability.

Tagy: dobývání vesmíru astrofyzika

Zdroje: Vlastní