1. Přečtěte si celý článek a vypište si odborné termíny. Vyhledejte neznámá slova.
2. Pokuste se každý odstavec stručně shrnout vlastními slovy, tak aby vznikl stručný, ale konsistentní text.
Tak vznikají například krátká sdělení v odborném či populárně naučném tisku, určená širší veřejnosti - jde nám o rychlé shrnutí nejdůležitějších informací a novinek.
Výsledek vložte do komentáře k tomuto blogu. (do 30.11.)
3. Přeložte celý článek (do 7.12.)
_______________________________________________
https://www.nasa.gov/feature/goddard/finding-new-worlds-with-a-play-of-light-and-shadow
Finding New Worlds with a Play of Light and Shadow
Astronomers have used many different methods to discover planets beyond the solar system, but the most successful by far is transit photometry, which measures changes in a star's brightness caused by a mini-eclipse. When a planet crosses in front of its star along our line of sight, it blocks some of the star's light. If the dimming lasts for a set amount of time and occurs at regular intervals, it likely means an exoplanet is passing in front of, or transiting, the star once every orbital period.
NASA Goddard astrophysicist Daniel Angerhausen discusses how astronomers may be able to maximize transit photometry to find planets like those in our solar system around other stars -- and possibly moons, rings, and asteroid groups as well.
Credits: NASA's Goddard Space Flight Center
Download the video in HD at NASA's Scientific Visualization Studio
NASA’s Kepler Space Telescope has used this technique to become the most successful planet-hunting spacecraft to date, with more than a thousand established discoveries and many more awaiting confirmation. Missions carrying improved technology are now planned, but how much more can they tell us about alien planetary systems similar to our own?
A great deal, according to recently published studies by Michael Hippke at the Institute for Data Analysis in Neukirchen-Vluyn, Germany, and Daniel Angerhausen, a postdoctoral researcher at NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. They show that in the best-case scenarios upcoming missions could uncover planetary moons, ringed worlds similar to Saturn, and even large collections of asteroids.
"We expect a flood of discoveries from these new missions, so we want to get a feel for the possibilities so scientists can make the most of the data," Angerhausen said.
Both NASA and the European Space Agency (ESA) are building on Kepler's success. NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), scheduled to launch no later than 2018, will be the first-ever spaceborne all-sky transit survey. Over the course of two years, TESS will monitor some 200,000 nearby stars for telltale transits. ESA's Planetary Transits and Oscillations of stars (PLATO) satellite, which is expected to begin a six-year mission in 2024, will search for planets around roughly a million stars spread over half the sky.
The amount of stellar dimming caused by a transiting planet tells astronomers how big the planet is in proportion to its star, while recurring events can tell us how long it takes for the object to orbit its star. Additional transits increase confidence the dimming isn't caused by another cosmic object (such as a faint star), dark sunspot-like regions on the host star, or noise in the detector. Over the operational lifetime of a satellite, the strongest signals always come from larger planets orbiting close to their stars because they produce both a deeper dimming and more frequent transits.
"Planets with sizes and orbits similar to Mars or Mercury will remain out of reach, even when six years of PLATO data are combined," said Hippke. "But worlds similar to Venus and Earth will show up readily." Kepler has demonstrated the presence of planets smaller than Earth in very close orbits around stars smaller than the sun, but these sweltering worlds are unlikely to support life. TESS and PLATO will reveal Earth-sized worlds in Earth-like orbits around stars similar to the sun. Orbiting within the star’s habitable zone, these planets may possess pools of liquid water, thought to be a prerequisite for the development of life as we know it.
Jupiter and Saturn each take more than a decade to orbit the sun. Similar worlds may only transit once during the TESS and PLATO missions but will produce a strong event. If, like Jupiter, the planet has a few large moons, their transits could show up in the data too. "We wouldn't have a clear detection, and we wouldn't be able to say whether the planet had a single large moon or a set of small ones, but the observation would provide a strong moon candidate for follow-up by other future facilities," explained Angerhausen.
Today, rings have been detected around only one exoplanet, called J1407b. The ring system is more than 200 times larger than Saturn's. Considering how a more Saturn-like planet would appear to PLATO, the researchers show that the transiting ring system produces a clear signal that precedes and follows the planet's passage across its star. These findings were published in the Sept. 1 issue of The Astrophysical Journal.
In a second study, published in the Sept. 20 issue of the same journal, the researchers explored the possibility of detecting asteroids trapped in stable orbital zones called Lagrange points, locations where a planet's gravitational pull balances its sun's. These areas lead and follow the planet in its orbit by about 60 degrees. In our solar system, the most prominent example occurs near Jupiter, where at least 6,000 known objects have gathered in two groups collectively called the Trojan asteroids. Less well known is that Earth, Mars, Uranus and Neptune similarly have captured one or more asteroids along their orbits, and astronomers now refer to all objects trapped in this way as Trojan bodies.
The same phenomenon will occur in other planetary systems, so Hippke and Angerhausen combined Kepler observations of more than 1,000 planet-hosting stars to hunt for an average dip in starlight that would indicate transits by Trojan bodies. They turned up a subtle signal corresponding to the expected locations of objects trapped in two Lagrange points.
"As good as the Kepler data are, we're really pushing them to the limit, so this is a very preliminary result," Hippke said. "We've shown somewhat cautiously that it's possible to detect Trojan asteroids, but we'll have to wait for better data from TESS, PLATO and other missions to really nail that down."
Francis Reddy
NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
Last Updated: Oct. 30, 2015
Editor: Ashley Morrow
Článek pojednává o tranzitní fotometrii a jejích úspěších. Tranzitní fotometrie měří změny v jasnosti hvězd způsobené tranzitem planet, měsíců, prstenců, shluků asteroidů a jiných objektů. Keplerův vesmírný dalekohled je do této doby nejúspěšnějším plavidlem hledajícím exoplanety. Na jeho úspěchu budují 2 mise, TESS od NASA a PLATO od ESA. Díky technologickému pokroku od vypuštění Keplera vědci doufají, že tyto mise budou schopny odhalit objekty, které Kepleru byly zapovězeny, jako například planety velikosti Země v podobné vzdálenosti od jejich hvězdy jako Země, které by mohly být obyvatelné nebo obývány životem, jak ho známe. Dále článek pojednává o možnosti detekce prstenců a měsíců u exoplanet a asteroidů zachycených v Langrangeových libračních bodech exoplanet.
OdpovědětVymazatOndřej Kurz
Nejdříve nám v článku autor vysvětlí, jak lze za pomoci tranzitní fotometrie vystopovat nové planety. Poté se dozvíme něco o zatím nejúspěšnějším teleskopu Kepler. Jaká je budoucnost astronomie nám stručně popíší dva význační astronomové a vyjádří svou důvěru v budoucí objevy. Dozvíme se něco více o plánovaném dalekohledu TESS od NASA a jeho spojení se satelitem PLATO od ESA. Dále autor hlouběji popisuje, co a jak se o neznámých planetách můžeme díky těmto vesmírným průzkumným zařízením dozvědět. Ta zatím bohužel nejsou schopna najít planety podobné Marsu anebo Merkuru ale planety podobné Venuši a Zemi se jim daří zachytit bezchybně. V následujícím odstavci jsou vysvětleny potíže s hledáním planet podobných Jupiteru nebo Saturnu. Článek také pojednává o existenci jedné nově objevené planety s prstencem stejným jako má Saturn. Výzkumníci prozkoumávali možnost nalezení asteroidů s využitím Lagrangeových libračních bodů a shluků asteroidů nazývaných Trojani. Jeden z astrologů dále prohlásil, že k získávání dat tímto způsobem využívají jen schopnosti zastaralejšího Keplera a výsledky tedy nejsou konečné. Pro přesnější výpočet těles pomocí Trojanů je nutné získat lepší data z misí TESS nebo PLATO.
OdpovědětVymazatZuzana Krausová
Tranzitní fotometrie umožňuje nejefektivněji odhalovat exoplanety. Díky přechodu planet přes slunce a měření časových intervalů pomáhá určovat existenci vzdálených exoplanet. Daniel Angerhausen přibližuje divákům zvětšování tranzitní fotometrie ke sledování vesmírných těles i mimo naši sluneční soustavu. K pozorování používá NASA Keplerův vesmírný teleskop. Michael Hippke z německého Institutu pro datovou analýzu a Daniel Angerhausen z NASA ukázali možné budoucí úspěchy misí poodhalování vesmírných těles. Angerhausen odhaduje do budoucna záplavu objevů z budoucích misí. NASA i ESA těží z úspěchu Keplerova teleskopu. Pro šestiletou misi bude využit monitoring TESS z NASA a satelitu pro pozorování Planetárních tranzitů a oscilací hvězd (PLATO). Hippke je poměrně skeptický a poukazuje na nedosažitelnost některých planet přibližné velikosti. TESS a PLATO dokáží odhalit světy velkostí připomínající Zemi okolo hvězd podobným Slunci. Hledání by se však mělo zaměřit na světy v obyvatelné zóně, kde jsou vhodné podmínky pro život. Některým planetám trvá tranzit dlouho, proto dochází k nepřesnostem v měření. Několik studií se zaměřilo právě na příčiny odchylek, ať už prstence okolo planet, či asteroidy na oběžných zónách kolem rovnovážných bodů planet. Hippke a Angerhausen proto zkombinovali pozorování mnoha hvězd hostující planety a přišli takto na signál, díky kterému lze určit pozice menších vesmírných těles mezi dvěma velkými. Hippke také připouští, že k lepším výsledkům je třeba zkombinovat data z TESS, PLATO a dalších misí pro zdokonalení měření.
OdpovědětVymazatČlánek popisuje jak vědci zkoušeli mnoho metod k objevení planet mimo solární systém, tou nejúspěšnější se ukázala být tranzitní fotometrie. Následuje stručné vysvětlení této metody a její využití i další vývoj. Nejúspěšnějším teleskopem využívající tuto metodu je Keplerův teleskop patřící NASA. Jak NASA tak ESA plánují další vývoj a objevy, založené na úspěchu Keplerova teleskopu. Obě společnosti plánují vyslat své satelity do vesmíru v nejbližších letech. Poté se autor zabývá podrobnějším popisem fungování těchto satelitů a jejich předpokládané objevy. Zatím jsou schopny zachytit planet podobné Venuši či Zemi, ne však planety podobné např, Merkuru. Seznamuje nás s již vyšlými studiemi o nově detekované exoplanetě a detekci asteroidů v Libračním centru. Článek je zakončen vyjádřením jednoho z vědců k dosaženým úspěchům.
OdpovědětVymazatBláhová Zuzana
Článek pojednává o tranzitní fotometrii jako o zatím nejúspěšnější metodě k objevování nových těles mimo naší sluneční soustavu. Na začátku článku je vysvětleno, jak přesně tato metoda funguje. Dále se zmiňují o teleskopu Kepler, zatím nejúspěšnějším přístrojem pro objevování nových těles. Následně se 2 významní astronomové zmiňují o možné budoucnosti v objevování, a co všechno s lepší plánovanou technologií bude možné nalézt. Dále se více dozvíme o připravovaných satelitech TESS od NASA a PLATO od Evropské vesmírné agentury ESA, včetně toho co se od těchto přístrojů v rámci nových objevů očekává. I s těmito novými satelity bohužel nebudeme schopni objevit planety s velikostí a orbitem jako mají Merkur či Mars. Na druhou stranu planety podobné Zemi nebo Venuši nebudou problém. V dalším odstavci se autor zmiňuje o problémech, které vyvstávání při snaze objevit planety jako Saturn či Jupiter a také o dosud jediné objevené planetě s prstenci označenou J1407b. V následujících odstavcích se rozebírá detekce asteroidů chycených v tzv. Libračním centru, a jak by se to dalo využít pro objevování i jiných objektů. Na konci článku jeden z astronomů upozorňuje, že data o takto chycených asteroidech jsou zatím poskytnuta jen starším Keplerovým teleskopem a je tedy třeba pro mnohem lepší a podrobnější poznatky počkat na výsledky z nově plánovaných přístrojů TESS a PLATO.
OdpovědětVymazatSůva Michal
Článek popisuje tranzitní fotometrii, nejúspěšnější metodu objevu nových exoplanet, její využití a úspěchy. Použitím této metody se Keplerův vesmírný dalekohled stal neúspěšnější kosmickou sondou. Na základě tohoto úspěchu buduje NASA projekt zvaný TESS a Evropská vesmírná agentura (ESA) projekt PLATO. Vědci doufají, že pomocí těchto nových projektů odhalí nové planety s podmínkami vhodnými pro život.
OdpovědětVymazatČlánek dále pojednává o možnostech využití projektů TESS a PLATO k detekování asteroidů v takzvaných Lagrangeových bodech.
Richard Záhrobský
Nejprve nás autor uvede do tématu tranzitní fotometrie. V prvním odstavci vysvětluje tento pojem a jeho základní principy. Dále pak pokračuje tím, že popisuje způsob využívání tranzitní fotometrie při objevování nových planet. Na to navazuje krátkou zmínkou o Keplerově teleskopu, který se používáním této metody zařadil mezi nejproduktivnější technologii využívanou pro tyto účely.
OdpovědětVymazatAutor také zmiňuje dva vědce, Michaela Hippkeho a Daniela Angerhausena a cituje jejich očekávání ohledně těchto misí. Dále říká, co by mohly v budoucnu objevit nové satelity TESS a PLATO. Zmiňuje, že tyto nové objevy se nejspíše budou týkat pouze planet, které jsou podobné planetě Zemi, a dokonce spekuluje nad tím, že tyto planety by mohly mít předpoklady pro vznik života.
V posledních odstavcích se autor zabývá publikovanými studiemi o exoplanetách. První z nich popisuje způsob, jakým lze detekovat existenci prstenců a měsíců exoplanet, zatímco druhá studie se zabývá možnostmi objevování Trojanů, což jsou asteroidy, které se nacházejí v takzvaných Lagrangeových bodech.
Tranzitní fotometrie je zde uváděna jako zatím nejvýkonější způsob objevování planet mimo náš sluneční systém. Měří změny a trvání změn svitu hvězd způsobeného zastíněním jejich planetami a vypočítává tak velikost planet a délku jejich oběžné dráhy.
OdpovědětVymazatVýzkumníci se domnívají, že kromě planet podobných těm v naší sluneční soustavě může tato technologie najít i další kosmické objekty.
Nedávno vydané studie jsou optimistické a očekávají objevy množství objektů.
Chystají se dvě mise, jedna bude zahájena v roce 2018 a má prozkoumat okolo 200 000 hvězd, další bude zahájena v roce 2024 a bude trvat šest let, během kterých má prozkoumat přes milion hvězd.
Planety podobné Marsu či Merkuru zůstanou pravděpodobně skryté z důvodu přílišné délky jejich oběžné dráhy. Planety podobné Venuši či Zemi budou pravděpodobně obsahovat tekutou vodu a tím pádem i možnost vývoje života. Planety menší obíhající blíže svých hvězd mají pravděpodobně příliš horké podnebí pro vývoj života
Světy podobné Jupiteru či Saturnu se objeví pouze jednou v průběhu výzkumu, za to ale bude jejich průchod velice zřetelný. Bude také možné zaznamenat přítomnost měsíců, ačkoli bude obtížné spočítat jejich přesný počet.
Výzkum by měl také detekovat prstence okolo planet a skupiny asteroidů chycené v gravitačním poli planet.
OdpovědětVymazatAstronomové hledají světy podobné Zemi
Tranzitní fotometrie je zatím nejvýkonnějším způsobem objevování planet mimo náš solární systém. Měří délku a intenzitu změn ve svitu hvězd, které jsou zastíněny obíhajícími planetami. Pomocí této technologie lze vypočítat velikost planet a délku jejich oběžné dráhy. Nedávno vydané studie jsou optimistické a výzkumníci se domnívají, že kromě planet podobných těm v naší sluneční soustavě lze najít i množství dalších kosmických objektů.
Jsou naplánovány dvě mise, první bude zahájena v roce 2018 a má prozkoumat okolo dvou set tisíc hvězd, další započne v roce 2024 a bude trvat šest let, během kterých má prozkoumat přes milion hvězd rozsetých přes půl oblohy.
Údaje o malých planetách nebudou ani po šesti letech výzkumu čitelné, naopak planety podobných rozměrů jako Venuše a Země lze objevit snáze. Tyto světy mohou obsahovat tekutou vodu a tím pádem i možnost vývoje života. Příliš horké podnebí, na menších planetách způsobené jejich těsným obíháním okolo hvězdy, existenci života vylučuje.
Světy podobné Jupiteru či Saturnu, jejichž oběžná dráha trvá přes deset let, se mohou během výzkumu objevit pouze jednou, jejich průchod však bude velice zřetelný. Výzkum by měl také detekovat prstence okolo planet, skupiny asteroidů zachycené v gravitačním poli planet, a přítomnost měsíců.
Zuzana Krausová
OdpovědětVymazatHledání nových světů
Astronomové mají k dispozici mnoho způsobů, jak vyhledat novou planetu ale zdaleka nejúčinnější je tranzitní fotometrie. Tato metoda měří změny v jasnosti hvězdy, způsobené přechodem planety. Astronomové jako Daniel Angerhausen se dále domnívají, že pomocí této metody by mohli objevit jiná kosmická tělesa jako měsíce, prstence nebo asteroidy. Zatím nejúspěšnějším teleskopem je Keplerův dalekohled americké agentury NASA. Vzhledem k jeho zastaralému hardwaru ale jeho výsledky nedosahují ideální kvality. Proto je na rok 2018 plánováno vyslání satelitu TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) vyvinutý agenturou NASA, který má za úkol probádat kolem dvou tisíců hvězd. Ani dílny ESA (European Space Agency) nezahálejí a roku 2024 bude následovat satelit PLATO (Planetary Transits and Oscillations of stars), který vyrazí na svou šestiletou misi s cílem prozkoumat přibližně milionu hvězd.
Na stopě obyvatelných planet
OdpovědětVymazatTranzitní fotometrie, nejúspěšnější metoda objevování nových exoplanet, měří změny v jasnosti hvězd způsobené vesmírnými tělesy. Díky využití této techniky se Keplerův vesmírný dalekohled stal nejúspěšnější kosmickou sondou. Na základě tohoto úspěchu hodlá NASA a Evropská vesmírná agentura (ESA) začít dvě nové mise, TESS a PLATO.
Vědci doufají, že použitím nových technologií v těchto projektech odhalí objekty, které zůstaly Keplerovu teleskopu skryty, jako jsou například planety v obyvatelné zóně s podmínkami vhodnými pro život.
Studie zveřejněná 20. září 2015 popisuje možnosti využití projektů TESS a PLATO k detekování trojánů v takzvaných Langrangeových bodech.
Richard Záhrobský
Lov exoplanet
OdpovědětVymazatTranzitní fotometrie je metoda hledání exoplanet, která měří změny v jasnosti hvězd způsobené přechodem planet, měsíců, prstenců, shluků asteroidů a jiných objektů. Keplerův vesmírný dalekohled, který ji využívá, je do této doby nejúspěšnějším plavidlem hledajícím exoplanety. Na jeho úspěch navazují dvě mise: TESS (Satelit pro průzkum tranzitujících exoplanet) z dílen NASA a PLATO (Satelit pro průzkum planetárních tranzitů a oscilací hvězd) Evropské vesmírné agentury (ESA). Díky technologickému pokroku od vypuštění Keplerova dalekohledu vědci doufají, že tyto mise budou schopny odhalit objekty, které Kepler nedokázal, jako například planety velikosti Země s podobnou oběžnou dráhou, které by mohly být obyvatelné nebo obývány životem, jak ho známe. K závěru vědci popisují detekci prstenců a měsíců u exoplanet a asteroidů zachycených v Langrangeových libračních bodech exoplanet.
Ondřej Kurz
Objevování vesmíru
OdpovědětVymazatK objevení planet mimo solární systém se využívá mnoho metod, tou nejúspěšnější se ukázala být tranzitní fotometrie. Tato metoda využívá změny jasu hvězd způsobené malými zatměními. Nejúspěšnějším teleskopem využívající tuto metodu je Keplerův teleskop patřící NASA. Jak NASA, tak ESA plánují další vývoj a objevy, založené na úspěchu Keplerova teleskopu. Satelity měří úbytek jasnosti planety způsobený přecházející planetou. Na základě tohoto měření lze zjistit velikost planety a její oběžnou dráhu. Během svého fungování satelity vždy lépe zachytí planety obíhajících blíže své hvězdy. Proto planty velikostně podobné Marsu nebo Merkuru zůstanou nezachyceny, zatímco planety podobné Venuši či Zemi bude velmi snadné zachytit. Tyto nové satelity by mohli zachytit planety velmi podobné Zemi, na kterých by se mohl vyvinout život. U větších planet s delší oběžnou dráhou se nedá nasbírat dostatek informací.
Studie z 20. září, popisuje možnost zachycení asteroidů uvízlých v Libračních centrech. V naší Sluneční soustavě je nejlepším příkladem těchto asteroidů, asteroidy poblíž Jupiteru, nazývané trojáni. Vědci se snaží najít trojány i v jiných soustavách, k tomu poslouží právě nové satelity.
Bláhová Zuzana
Objevování nových světů
OdpovědětVymazatNa webových stránkách NASA se nedávno objevil článek s názvem „Nalézání nových světů díky hře světla a stínu“. Článek se zabývá tranzitní fotometrií, což je dnes nejúspěšnější proces, díky němuž objevujeme nové planety, které se nacházejí za hranicí sluneční soustavy.
Pomocí tranzitní fotometrie měříme změny v jasnosti hvězd, které jsou způsobené malými zatměními. Pokud se tyto změny opakují v pravidelných intervalech, je velice pravděpodobné, že světlo blokuje obíhající planeta.
Tuto metodu využívá například Keplerův Teleskop, který má již na svědomí více než tisíc objevů a mnoho dalších, které čekají na potvrzení. Některé další technologie čekají na uvedení do provozu. Podle Michaela Hippkeho a Daniela Angerhausena se můžeme v nadcházejících letech těšit na objevy planet, které jsou podobné Saturnu, a dokonce i větších skupin asteroidů. Tyto objevy budou mít nejspíš na svědomí satelity TESS a PLATO.
Velikost exoplanet se dá rozeznat díky rozsahu zatmění hvězdy. Větší planety, které obíhají blízko svých hvězd, jsou pro teleskop nejrozeznatelnější, a to proto, že působí největší a nejčastější zatmění své hvězdy.
Hippke tvrdí, že tajemstvím zůstanou planety, které jsou svou velikostí podobné Marsu či Merkuru. Tyto planety, obíhající velice blízko svých hvězd, totiž s největší pravděpodobností nemají předpoklady pro vznik života. Proto TESS a PLATO budou objevovat hlavně planety, které se velikostí a vzdáleností od jejich hvězdy se nejvíce podobají planetě Zemi.
Prstence byly zatím objeveny jen u jedné exoplanety. Satelit odhalí prstenec díky signálu, který předchází a následuje samotný tranzit planety. Vyšla také studie zabývající se možnostmi objevování takzvaných Trojanů, což jsou asteroidy nacházející se v takzvaných Lagrangeových bodech.
Lucie Salačová
Nalézání nových světů
OdpovědětVymazatNejvětších úspěchů na poli objevů nových planet a jiných objektů v současnosti dosahuje tranzitní fotometrie, metoda založená na měření změn v jasnosti hvězd způsobené průchodem planet a jiných vesmírných těles. Keplerův vesmírný dalekohled je dosud nejúspěšnějším přístrojem pro objevování nových planet využívajícím tuto metodu.
Jak NASA, tak Evropská vesmírná agentura ESA plánují v nejbližších letech vypuštění nových satelitů s označením TESS a PLATO, které by měly díky vyspělejší technologii dosáhnout ještě lepších výsledků. Hlavním zaměřením těchto satelitů bude objev planet podobných Zemi, které disponují podmínkami pro podporu života. Planety podobné Jupiteru nebo Saturnu s prstenci či množstvím měsíců budou též cílem průzkumu. Získané informace by mohli značně napomoct objevům exoplanet s prstenci, z kterých se zatím našla pouze jedna.
Studie ze září tohoto roku se zaobírá možností detekce tzv. Trojanů, což jsou asteroidy uvězněné v libračním centru, místě, kde je gravitace slunce a planety v rovnováze. Vědci jsou si vědomi omezené schopnosti Keplerova teleskopu objevit takovéto asteroidy a doufají, že plánovaný TESS či PLATO přinesou lepší výsledky, které do budoucna napomohou lepší detekci těchto objektů.
Sůva Michal
Tranzitní fotometrie umožňuje nejefektivněji odhalovat exoplanety. Díky přechodu planet přes slunce a měření časových intervalů pomáhá určovat existenci vzdálených exoplanet. Daniel Angerhausen přibližuje divákům tranzitní fotometrii a její princip sledování vesmírných těles i mimo naši sluneční soustavu. K pozorování používá NASA Keplerův vesmírný teleskop. Michael Hippke z německého Institutu pro datovou analýzu a Daniel Angerhausen z NASA ukázali možné budoucí úspěchy misí poodhalování vesmírných těles.
OdpovědětVymazatAngerhausen odhaduje, že se v budoucnosti dočkáme mnoho objevů z budoucích misí. NASA i ESA těží z úspěchu Keplerova teleskopu. Pro šestiletou misi bude využit monitoring TESS z NASA a satelitu pro pozorování Planetárních tranzitů a oscilací hvězd (PLATO). Hippke je poměrně skeptický a poukazuje na nedosažitelnost některých planet přibližné velikosti.
Satelity TESS a PLATO dokáží odhalit světy velkostí připomínající Zemi okolo hvězd podobným Slunci. Hledání by se však mělo zaměřit na světy v obyvatelné zóně, kde jsou vhodné podmínky pro život. Některým planetám trvá tranzit dlouho, proto dochází k nepřesnostem v měření. Několik studií se zaměřilo právě na příčiny odchylek, ať už prstence okolo planet, či asteroidy na oběžných zónách kolem rovnovážných bodů planet. Hippke a Angerhausen proto zkombinovali pozorování mnoha hvězd hostující planety a naprogramovali signál, díky kterému lze určit pozice menších vesmírných těles mezi dvěma velkými. Hippke také připouští, že k lepším výsledkům je třeba zkombinovat data z TESS, PLATO a dalších misí pro zdokonalení měření.
Nalézání nových světů hrou světla a stínu
OdpovědětVymazatAstronomové používali mnoho různých metod, jak objevit planety mimo sluneční soustavu, ale zdaleka nejúspěšnější je tranzitní fotometrie, která měří změny v jasnosti hvězdy způsobené velmi slabým zatměním. Když v našem zorném poli planeta přechází před svojí hvězdou, blokuje trochu jejího světla. Pokud pokles jasnosti trvá určitou dobu a udává se v pravidelných intervalech, pravděpodobně to znamená, že exoplaneta přechází nebo tranzituje před hvězdou jednou každou orbitální periodu.
Astrofyzik Daniel Angerhausen zaměstnaný v Goddardově středisku NASA objasňuje, jak astronomové mohou využít tranzitní fotometrii k nalezení planet podobných těm v naší sluneční soustavě – a možná také měsíců, prstenců a shluků asteroidů okolo jiných hvězd.
Keplerův vesmírný dalekohled použil tuto metodu a stal se do dnešní doby nejúspěšnějším vesmírným plavidlem hledajícím planety, s více než tisícem potvrzených objevů a mnoha dalšími očekávajícími potvrzení. Mise používající vylepšenou technologii jsou aktuálně plánovány, ale kolik nám mohou říct o mimozemských planetárních systémech podobných našemu?
Hodně, říká nedávno publikovaná studie Michaela Hippkeho z Institutu pro analýzu dat v Neukirchen-Vluynu v Německu a Daniela Angerhausena, postdoktoranda v Goddardově kosmickém středisku v Greenbeltu, Marylandu. Ukazují, že v nejlepším případě by mohly budoucí mise objevit planetární měsíce, světy s prstenci podobné Saturnu a dokonce i velké shluky asteroidů.
"Od těchto nových misí očekáváme záplavu objevů, tudíž chceme zjistit, jaké jsou možnosti, aby vědci mohli získat z dat co nejvíc," řekl Angerhausen.
Jak NASA, tak Evropská vesmírná agentura (ESA) stavějí na úspěchu Keplera. TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite, Satelit pro průzkum tranzitujících exoplanet) z dílen NASA, který by měl být vypuštěn do roku 2018, bude úplně první vesmírný tranzitní průzkum celé oblohy. V průběhu dvou let bude TESS monitorovat nějakých 200 000 blízkých hvězd pro známky tranzitu. PLATO (Planetary Transits and Oscillations of Stars Satellite, Satelit pro planetární tranzity a oscilace hvězd) Evropské vesmírné agentury, který by měl zahájit svou šestiletou misi v roce 2024, bude hledat planety okolo přibližně milionu hvězd rozprostřených přes polovinu oblohy.
Síla ztráty jasnosti hvězdy způsobené tranzitující planetou je schopna astronomům sdělit, jak velká planeta je vůči její hvězdě, zatímco opakující se události mohou odkrýt, jak dlouho trvá tělesu oběhnout jeho hvězdu. Mnohonásobné tranzity zvyšují jistotu, že ztráta jasnosti není způsobena jiným kosmickým tělesem (jako třeba slabou hvězdou), temnými regiony podobnými sluneční skvrně na hvězdě, nebo rušením na detektoru. Během života satelitu nejsilnější signály vždy přicházejí od větších planet obíhajících blízko svých hvězd, neboť ty způsobují jak častější tranzity, tak větší ztrátu jasnosti.
"Planety velikosti a oběžných drah podobných Merkuru nebo Marsu zůstanou mimo dosah, i když budou data ze šesti let mise PLATO sloučena," řekl Hippke. "Ale světy podobné Venuši a Zemi se snadno ukážou." Kepler dokázal existenci planet menších než Země obíhajících velice blízko hvězd menších než Slunce, ale tyto horké světy život s největší jistotou nepodporují. TESS a PLATO objeví světy velikosti Země s oběžnými drahami jako Země, obíhající hvězdy podobné Slunci. Obíhající v obyvatelné zóně jejich hvězdy, tyto planety mohou držet vodu v tekutém skupenství, která je považována za nezbytnost pro vývoj života, tak jak ho známe.
Část 1, Ondřej Kurz
Jak Jupiteru, tak Saturnu trvá více než desetiletí, než oběhnou Slunce. Podobné světy mohou tranzitovat jednou během misí PLATO a TESS, ale vyvolají silnou událost. Pokud, jako Jupiter, má planeta pár velkých měsíců, jejich tranzity by se také mohly ukázat mezi daty. "Neměli bychom detekci jasnou, a nebyli bychom schopni říct, jestli planeta má jeden velký měsíc nebo více malých, ale pozorování by zjistilo silného kandidáta na měsíc vhodného následování jinými budoucími zařízeními," vysvětlil Angerhausen.
OdpovědětVymazatProzatím byly prstence detekovány okolo jedné jediné exoplanety, J1407b. Systém prstenců je více než 200x větší než Saturnův. Když vezmou v potaz, jak by se planeta podobnější Saturnu jevila satelitu PLATO, výzkumníci ukazují, že tranzitující systém prstenců vysílá jasný signál předcházející a následující tranzit planety přes hvězdu. Tyto objevy byly publikovány v prvním zářijovém čísle magazínu The Astrophysical Journal.
V druhé studii, publikované ve stejném magazínu 20. září, výzkumníci zkoumali možnost detekce asteroidů zachycených ve stabilních oběžných zónách nazývaných Lagrangeovy librační body, což jsou místa, kde gravitační tah planety je stejný jako tah jejího slunce. Tyto oblasti předcházejí a následují planetu v jejím oběhu o přibližně 60 stupňů. V naší sluneční soustavě je nejprominentnějším příkladem oblast poblíž Jupiteru, kde se minimálně 6 000 objektů shlukovalo do dvou skupin nazývaných trojanské asteroidy. Ne tolik známý fakt je, že Země, Mars, Uran a Neptun taktéž zachytily jeden nebo více asteroidů podél svých oběžných drah, a astronomové nyní všechny takto zachycené objekty nazývají trojany.
Stejný fenomén se může stát jiným planetárním systémům, tudíž Hippke a Angerhausen sloučili Keplerova pozorování více než 1000 hvězd, které jsou obíhány planetami, aby hledali průměrný pokles ve světle hvězdy, jenž by indikoval tranzit trojany. Objevili nepatrný signál korespondující s očekávanými lokacemi objektů zachycených ve dvou Lagrangeových libračních bodech.
"Jakkoli kvalitní data z Keplera jsou, opravdu je využíváme maximálně, proto je toto pouze předběžný výsledek," řekl Hippke. "Ukázali jsme, že je dost možná možné detekovat trojanské asteroidy, ale budeme muset počkat na lepší data z misí TESS, PLATO a dalších, abychom to mohli potvrdit."
Francis Reddy
Goddardovo kosmické středisko NASA, Greenbelt, Maryland
Část 2, Ondřej Kurz
Zuzana Krausová, část první
OdpovědětVymazatNalezení nových světů pomocí hry světla a stínu
Astronomové použili mnoho různých metod k objevování planet mimo sluneční soustavu, ale zdaleka nejúspěšnější je tranzitní fotometrie, která měří změny jasnosti hvězdy, jež jsou způsobeny přechodem planet. Když planeta vstoupí mezi svou hvězdu a náš zorný úhel, částečně tím zakryje světlo hvězdy. Pokud ztemnění trvá určitou dobu a dochází k němu v pravidelných intervalech, pravděpodobně to znamená, že k míjení nebo přechodu exoplanety před hvězdou dochází pouze jednou za dobu oběhu.
Astrofyzik Daniel Angerhausen z NASA Goddard popisuje, jak mohou astronomové být pomocí maximalizování tranzitní fotometrie schopni najít planety jako ty, které se nacházejí v naší sluneční soustavě kolem jiných hvězd – a možná také měsíce, prstence a skupiny asteroidů.
Dodnes se za nejúspěšnějšího lovce planet považuje vesmírný teleskop agentury NASA nazývaný Kepler, který tuto techniku používá. Na svém kontě má více než tisíc uznaných objevů a o mnoho více jich čeká na potvrzení. Mise vybavené pokrokovější technologií jsou sice naplánované, ale o kolik více nám toho mohou prozradit o cizích planetárních systémech, které jsou podobné našim?
Podle nedávno publikované studie Michaela Hippke z institutu pro analýzu dat v Neukirchen-Vluyn, Německu a Daniela Angerhausena, postgraduálního výzkumníka v NASA Goddard Space Flight Center v Greenbelt, Marylandu je toho mnoho. Ukazují, že v nejlepším případě by nadcházející mise mohla odhalit planetární měsíce, soustavy prstenců podobné jako má Saturn a dokonce i velké shluky asteroidů.
"Očekáváme záplavu objevů z nových misí, takže chceme porozumět všem možnostem, které máme, aby naši vědci mohli z nových údajů vytěžit co nejvíce informací," řekl Angerhausen.
NASA a Evropská kosmická agentura (ESA) staví na úspěchu teleskopu Kepler. Nejpozději do roku 2018 plánuje NASA vypustit svůj kosmický dalekohled TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) který bude poskytovat vůbec první průzkum průchodů těles na celé obloze prováděný z vesmíru. V průběhu dvou let bude TESS sledovat zhruba dvě stě tisíc nejbližších hvězd, aby zachytil všechny tranzity, které by mohly prozradit něco o přecházejících planetách. Pomocí satelitu PLATO (Planetary Transits and Oscillations of stars), jehož šestiletá mise je naplánována na rok 2024, bude ESA hledat planety kolem zhruba milionu hvězd tvořících půlku oblohy.
Množství úbytku hvězdné jasnosti, způsobeného tranzitující planetou, řekne astronomům o kolik je planeta větší než její hvězda, zatímco opakující se události nám prozradí, jak dlouho planetě trvá obejít svou hvězdu po oběžné dráze. Další přechody ještě zdůrazní fakt, že potemnění nejsou způsobena jiným vesmírným objektem (jako např. slabou hvězdou), tmavými oblastmi podobnými slunečním skvrnám na mateřské hvězdě, nebo nečistotami na snímači. Během doby životnosti satelitu ty nejsilnější signály pokaždé pocházejí od větších planet obíhajících blízko své hvězdy, protože vytvářejí jak znatelnější stmívání, tak i častější přechody.
"Planety s velikostí a oběžnou dráhou podobnými Marsu nebo Merkuru zůstávají mimo dosah a to i v případě, že se zkombinují data z PLATO získávaná po dobu šesti let," řekl Hippke. "Avšak planety podobné Venuši a Zemi se objevují hojně." Kepler již prokázal přítomnost planet menších než je Země ve velmi blízkých oběžných drahách okolo hvězd, které jsou menší než Slunce, ale tyto rozpálené světy by jen těžko mohly podporovat život. TESS a PLATO se proto budou snažit odhalit planety velikosti Země na oběžných drahách podobných té zemské a kolem hvězd podobných Slunci. Tyto planety by tak při obíhání v obyvatelné zóně hvězdy mohly mít zásoby tekoucí vody, což je předpoklad pro rozvoj života, jak jej známe.
Jupiteru i Saturnu trvá více než deset let než oběhnou Slunce. Podobné planety tak mohou projít nanejvýš jednou za celou dobu misí TESS a PLATO, avšak vyvolají jasně patrný efekt. Pokud má dotyčná planeta několik velkých měsíců, jako je tomu u Jupitera, i jejich přechody se mohou projevit v získaných datech. "Neměli bychom jednoznačné ověření a nebyli bychom schopni určit, jestli planeta měla jeden velký měsíc nebo několik malých, ale tímto pozorováním bychom získali silného kandidáta na měsíc, který by se mohl potvrdit při pozdějších navazujících výzkumech, prováděných za pomoci modernějších zařízení," vysvětlil Angerhausen.
VymazatDodnes byly prstence zjištěny pouze u jedné exoplanety nazvané J1407b. Její prstencový systém je více než dvěstěkrát větší než ten Saturnův. Vzhledem k tomu, jak se planety podobné Saturnu ukazují v teleskopu PLATO, vědci naznačují, že procházející prstence mohou vyprodukovat jasný signál, který bude průchod planety před její hvězdou předcházet a následovat. Tato zjištění byla publikována v prvním zářijovém vydání časopisu The Astrophysical Journal (Astrofyzický žurnál).
Ve druhé studii, publikované v dvacátém zářijovém vydání téhož časopisu, zkoumali vědci možnost detekce asteroidů zachycených ve stabilních orbitálních zónách, zvaných Lagrangeovy librační body, což jsou místa, kde se gravitační síly planety vyrovnávají gravitačnímu působení její hvězdy. Tyto oblasti předcházejí a následují planetu na její oběžné dráze v úhlu cca 60 stupňů. Nejznámější příklad tohoto jevu se v naší sluneční soustavě vyskytuje v blízkosti Jupitera, kde se ve dvou skupinách shromáždilo přinejmenším šest tisíc známých objektů, souhrnně označovaných jako Trojánové asteroidy. Méně známým faktem je, že Země, Mars, Uran a Neptun na svých oběžných drahách také zachytily jeden nebo více asteroidů. Astronomové nyní označují všechny objekty, které jsou takto zachyceny, jako těla Trojánů.
Protože stejný jev nastává i v dalších planetárních systémech, Hippke a Angerhausen zkombinovali data teleskopu Kepler z pozorování více než tisíce hvězd, kolem kterých obíhají planety, aby zachytili pokles průměrného světla z hvězdy, jenž by naznačoval průchod Trojánů. Díky tomu nalezli nepatrný signál, který odpovídá očekávanému umístění objektů, zachycených ve dvou Lagrangeových bodech.
"Ačkoli jsou data z Keplera na dobré úrovni, využíváme je až po jejich samý limit, takže prozatím se jedná o velmi předběžný výsledek," řekl Hippke. "Poněkud obezřetně jsme prokázali, že je možné zaznamenat Trojánské asteroidy, ale skutečný průlom nastane, až budeme mít k dispozici kvalitnější data z TESS, PLATO anebo jiných misí."
Zuzana Krausová, část druhá
Nalézání nových světů pomocí světla a stínu
OdpovědětVymazatAstronomové již vyzkoušeli nespočet metod k objevování planet za hranicí sluneční soustavy, ale úplně nejúspěšnější metodou zůstává tranzitní fotometrie, která měří změny v jasnosti hvězd způsobené malými zatměními. Když planeta obíhá před svou hvězdou, blokuje tím určité množství jejího světla. Když toto zastínění trvá po určitou dobu a objevuje se pravidelně, je velice pravděpodobné, že ho způsobuje exoplaneta, která hvězdu zastíní během svého cestování po oběžné dráze.
Astrofyzik z NASA Goddardova kosmického střediska, Daniel Angerhausen, se zabývá tím, jak by astronomové mohli vylepšit metodu tranzitní fotometrie tak, aby našli planety, jako jsou ty v naší sluneční soustavě, okolo jiných hvězd- a možná také měsíce, prstence a skupiny asteroidů.
Kredit: Goddardovo kosmické středisko NASA
Stáhněte si video v HD kvalitě na Studiu vědeckých vizualizací NASA.
NASA Keplerův vesmírný teleskop se díky této metodě stal nejúspěšnější dostupnou technologií v objevování nových planet, a to s více než tisícem objevů a s mnoha dalšími, které čekají na potvrzení. Naplánované jsou také mise zahrnující pokročilou technologii, ale o kolik více se toho můžeme dovědět o cizích planetárních systémech podobných tomu našemu?
Podle nedávno publikované studie, jejímiž autory jsou Micheal Hippke z Institutu pro datovou analýzu v Neukirchen- Vluynu v Německu a Daniel Angerhausen, postdoktorální výzkumník v Goddardově kosmickém středisku v Greenbeltu v Marylandu, je toho ještě mnoho. Podle nich se v nejlepším případě díky nadcházejícím misím dočkáme odhalení měsíců planet, světů podobným Saturnu, nebo dokonce i větších skupin asteroidů.
"Očekáváme, že tyto mise přinesou povodeň objevů, takže se chceme připravit na všechny možnosti, aby z těchto dat vědci vytěžili co nejvíce", řekl Angerhausen.
Jak NASA, tak i ESA (European Space Agency- Evropská kosmická agentura) staví na úspěchu satelitu Kepler. Satelit s názvem TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) by měl být vypuštěn nejpozději roku 2018. Po dobu dvou let bude pak monitorovat zhruba 200 000 blízkých hvězd kvůli možným tranzitům. Satelit pod názvem PLATO (Planetary Transits and Oscillations of stars ), který má na svědomí Evropská kosmická agentura, by měl začít se svou šestiletou misí v roce 2024. Bude hledat planety okolo zhruba milionu hvězd.
Intenzita zatmění hvězdy způsobené přecházející planetou udává, jak velká daná planeta vůči své hvězdě je, zatímco opakování této události nám také prozradí, jak dlouho planetě trvá kolem ní oběhnout. Opakující se tranzity pak dokazují, že zatmění hvězdy není způsobeno jiným vesmírným tělesem (jako například padající hvězdou), temnými oblastmi podobnými slunečním skvrnám na hvězdě, nebo rušením na snímači. Během operační doby satelitu pocházejí nejsilnější signály vždy z větších planet obíhajícím blíže u svých hvězd, protože produkují, jak větší zatmění, tak i častější tranzity.
"Mimo dosah zůstanou planetu, které se velikostí a délkou oběžné dráhy podobají Marsu a Merkuru, a to dokonce i s kombinací šestiletých dat satelitu PLATO", tvrdí Hippke. " Ale světy podobné Venuši a Zemi se objeví téměř určitě." Kepler objevil planety menší než Země, které obíhají vělice blízko svých hvězd menších než je Slunce, ale u těchto světů je velice nepravděpodobné, že by plnily podmínky pro výskyt života. TESS a PLATO budou odhalovat hlavně planety, které se velikostně budou podobat Zemi a budou mít i zhruba stejnou oběžnou dráhu okolo hvězd podobných Slunci. S obíháním v přijatelné vzdálenosti od své hvězdy, se totiž zvedá šance, že tyto planety by mohli mít i tekutou vodu, a tak i předpoklady pro vývoj života, jak ho známe.
Jupiteru a Saturnu trvá více než desetiletí, než oběhnou okolo Slunce. Podobné planety by mohly přejít jen jednou během misí satelitů TESS a PLATO, ale rozhodně to bude významná událost. Kdyby daná planeta měla stejně jako Jupiter několik velkých měsíců, jejich přechod by se mohl na datech promítnout také. "Nepoznali bychom, zda daná planeta má jeden velký měsíc nebo několik malých, ale toto pozorování by vytvořilo silného kandidáta na měsíc, který by byl vhodný pro sledování budoucími zařízeními", vysvětluje Angerhausen.
VymazatKe dnešnímu dni, byl prstenec detekován pouze u jediné exoplanety, kterou známe pod označením J1407b. Její prstenec je zhruba dvě stě krát větší než ten Saturnu. Když vědci vzali v úvahu, jak by se satelitu PLATO asi jevila planeta podobná Saturnu, objevili, že prstenec zanechává jasný signál, který předchází a následuje samotný tranzit planety. Tyto objevy byly publikovány v prvním zářijovém čísle The Astrophysical Journal.
V další studii, která vyšla 20. zaří v tomtéž deníku, vědci zkoumají možnosti pro detekování asteroidů chycených ve stabilních zónách zvaných jako Lagrangeovy body. To jsou místa, kde se gravitační pole planety vyrovnává s tím slunečním. Tyto oblasti následují planetu při jejím obratu o šedesát stupňů. Ve sluneční soustavě je nejvýznamějším příkladem Jupiter, který má v těchto oblastech přes šest tisíc detekovaných těles, které se shromažďují ve skupinách zvaných jako Trojské asteroidy. Méně známý je pak fakt, že i Země, Mars, Uran a Neptun mají podobné asteroidy, a astronomové teď všem tělesům, které jsou takto uchycené, říkají Trojané.
Stejný fenomén se objeví v jiných planetárních sytémem, a tak Hippke a Angerhausen zkombinovali Keplerovy objevy více než tisíce planet, aby našli průměrný pokles ve světle hvězdy, který by naznačoval tranzit Trojanů. Objevili tak nepatrný signál shodující se s očekávanými oblastmi těles zachycených ve dvou Langrangeových bodech.
"Tak jak jsou Keplerova data dobrá, opravdu je tlačíme až do extrémů, takže toto je jen předběžný výsledek," říká Hippke. "Ukázali jsme, že je možné detekovat Trojské asteroidy, ale musíme počkat na lepší data od TESS, PLATO a dalších satelitů, abychom tyto procesy skutečně mohli ovládnout."
Francis Reddy
NASA Goddardovo kosmické středisko, Greenbelt, Maryland
Hledání nových světů hříčkou světla a stínu
OdpovědětVymazatAstronomové použili mnoho různých metod k objevení planet mimo naší sluneční soustavu. Tou zatím nejúspěšnější je tranzitní fotometrie, která měří změny v jasnosti hvězd způsobené mini-zatměním. Když se planeta dostane před svou hvězdu v naší linii pohledu, zablokuje tak část světla vycházejícího z hvězdy. Pokud k tomuto jevu dochází v pravidelných intervalech a trvá určitou dobu, je velká šance, že exoplaneta míjí nebo obíhá hvězdu jednou za oběžnou dobu.
Astrofyzik z NASA, Daniel Angerhausen, hovoří o tom, jak by mohli astronomové zlepšit účinnost tranzitní fotometrie natolik, aby byli schopni nalézt planety podobné těm v naší sluneční soustavě a možná i měsíce, prstence a skupiny asteroidů.
Keplerův vesmírný teleskop, s více jak tisíci potvrzenými objevy, se za použití této metody stal zatím nejúspěšnějším vesmírným plavidlem na poli hledání nových planet. Mise využívající vylepšenou technologii jsou již naplánované. O kolik více nám toho řeknou o cizích planetárních systémech je ale stále otázkou.
Poměrně hodně, alespoň podle nedávných studií Michaela Hippkeho z Institutu pro datovou analýzu v Neukirchen-Vluyn, Německo, a Daniela Angerhausena, postgraduálního výzkumníka z Goddardova kosmického střediska NASA, Greenbelt, v Marylandu. Naplánované mise by podle nich v nejlepším případě mohli objevit měsíce, planety s prstenci jako je Saturn nebo i velké skupiny asteroidů.
„Z těchto misí očekáváme příliv objevů, proto chceme zjistit, jaké jsou možnosti, aby vědci mohli z dat vytěžit co nejvíc“ řekl Angerhausen.
Jak NASA, tak i Evropská kosmická agentura (ESA) plánují navázat na úspěch Keplerova teleskopu. V roce 2018 má NASA v plánu odeslat na misi umělou družici pro hledání blízkých planet (TESS). TESS bude po dobu dvou let sledovat nějakých dvě stě tisíc blízkých hvězd kvůli možným tranzitům.
PLATO (Planetary Transits and Oscillations of stars )vytvořený ESA, jehož vyslání na 6 letou misi se očekává na rok 2024, se bude snažit najít planety kolem více jak milionu hvězd rozprostřených po půlce oblohy.
Úbytek jasu hvězdy, který je způsoben průchodem planet, řekne astronomům, jak je daná planeta velká v poměru k hvězdě kolem které prochází. Pokud se tento jev opakuje, může to astronomům říci, jak dlouho trvá planetě jeden oběh kolem její hvězdy a také to snižuje šanci, že se jedná o další náhodné objekty jako (vyhasínající hvězda), tmavé oblasti podobné slunečním skvrnám na hlavní hvězdě nebo rušením na detektoru. Po dobu životnosti satelitu nejsilnější signály vždy pocházení od větších planet, které obíhají blízko své hvězdy, jelikož opakovaný průchod je častější a úbytek světla je výraznější.
Hippke říká, že planety, jejichž velikost a orbit je podobný Marsu či Merkuru nám prozatím zůstanou nedostupné i s množstvím dat které bychom získali po šesti letech provozu satelitu PLATO. Na druhou stranu nebude problém najít planety podobné Venuši či Zemi. Kepleru se podařilo najít i menší planety než je Země, které obíhali blízko hvězd menších než Slunce, ale u těchto horkých planet je malá šance, že by podporovali život. TESS a PLATO se budou zaměřovat na planety podobné Zemi jak velikostí, tak orbitem, jelikož na těchto planetách bude možné nalézt vodu v tekuté formě, což je základ pro vývoj života jak ho známe.
Sůva Michal
Jupiteru nebo Saturnu trvá více jak desetiletí než oběhnou Slunce. Podobné světy by tedy oběhly, za dobu mise TESS a PLATO, kolem hvězdy pouze jednou, zato by ale jejich průchod byl velmi výrazný. Pokud by planeta měla několik měsíců jako má například Jupiter, jejich oběh by se ukázal také. Angerhausen říká, že bychom nebyli schopni určit, jestli se jedná o jeden velký měsíc nebo o několik menších, ale pozorování by mohlo poskytnout silného kandidáta na měsíc pro budoucí pozorování.
VymazatPrstence byly zatím objeveny pouze u jedné exoplanety, nazývané J1407b. Systém prstenců je u této planety dvěstěkrát větší než u Saturnu. Vědci ukazují, že prstenec vytváří jasný signál, který předchází a následuje průchod planety samotné kolem své hvězdy. Tyto zjištění byly publikovány v zářijovém vydání magazínu The Astrophysical Journal.
V druhé studii, která byla publikována v zářijovém dvacátém vydání téhož magazínu, vědci rozebírají možnost detekce asteroidů uvězněných ve stabilních oběžných drahách nazývaných librační body, což jsou místa, kde je gravitace planety v rovnováze s gravitací jejího slunce. Tyto oblasti předcházejí a následují planety na po oběžné dráze v úhlu asi šedesáti stupňů. V naší sluneční soustavě je možné tento jev narazit například kolem Jupiteru, kde je ve dvou skupinách zachyceno více jak šest tisíc objektů, jímž se říká Trojské asteroidy. Méně známý je fakt, že i Země, Mars, Uran a Neptun zachytili stejným způsobem jeden nebo více asteroidů. Dnes jsou všechny tyto objekty astronomy pojmenovány jako Trojany.
Stejný fenomén je možné očekávat i v jiných slunečních soustavách. Z tohoto důvodu Hippke a Angerhausen skombinovali výsledky pozorování více jak tisíců hvězd, kolem kterých obíhají planety, poskytnuté Keplerovým teleskopem k tomu, aby mohli začít s hledáním průměrného úbytku záření hvězdy, které by znamenalo průchod Trojanů. Objevily nepatrný signál, který koresponduje s předpokládaným umístěním objektu zachycených ve dvou libračních bodech.
Bez ohledu nato jak dobrá jsou data poskytnuta Keplerovým teleskopem, i ta mají svůj limit. Jedná se tak podle Hippkeho pouze o předběžné výsledky. Podle něj byli pouze schopni ukázat, že je možné tyto objekty objevit. K tomu aby celému procesu objevení těchto objektů skutečně přišli na kloub, je třeba více dat poskytnutých satelity PLATO, TESS a jiných budoucích zařízení.
Francis Reddy
NASA Goddardovo kosmické středisko, Greenbelt, Maryland
Nalézání nových světů hrou světel a stínů.
OdpovědětVymazatAstronomové používali mnoho různých metod k objevu planet mimo naši sluneční soustavu, ale zdaleka nejúspěšnější je tranzitní fotometrie, která měří změny v jasnosti hvězd způsobené slabým zatměním. Když v našem zorném poli planeta přejde před svou hvězdu, blokuje trochu jejího světla. Pokud ztmavení trvá určitou dobu a odehrává se v pravidelných intervalech, pravděpodobně to znamená, že před hvězdou přechází nebo tranzituje exoplaneta jednou za oběžnou periodu.
Daniel Angerhausen, astrofyzik Goddardovo kosmického střediska NASA, objasňuje jak astronomové mohou využít tranzitní fotometrie k nalezení nových planet jako jsou ty v naší sluneční soustavě okolo jiných hvězd – a možná také měsíců, prstenců, a také skupin asteroidů.
Využíváním této metody se Keplerův vesmírný dalekohled stal nejúspěšnější vesmírnou sondou s, více než tisíci potvrzenými objevy a s mnoha dalšími čekajícími na ověření. Mise s vylepšenou technologií jsou plánovány, ale o kolik víc nám mohou říci o mimozemských planetárních systémech podobných tomu našemu?
Mnoho, vyplívá z nedávno publikované studie Michaela Hippkeho z Institutu pro analýzu dat v Neukirchen-Vluynu v Německu a Daniela Angerhausena, posdoktoranda v Goddardovo kosmickém středisku v Greenbeltu v Marylandu. Ukazují, že mise by nejlepším případě mohly odhalit nové planetární měsíce, světy s prstenci podobné Saturnu, a ještě větší shluky asteroidů.
“Z misí očekáváme záplavu nových objevů, takže chceme porozumět možnostem, aby vědci mohli z údajů vytěžit co nejvíce“ řekl Angerhausen.
NASA a Evropská vesmírná agentura (ESA) staví na Keplerových úspěších. TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) z NASA, naplánovaný k vypuštění do roku 2018, bude vůbec prvním tranzitním průzkumným zařízením instalovaným ve vesmíru ke sledování celé oblohy. Během dvou let bude TESS monitorovat okolo 200,000 blízkých hvězd pro známky tranzitu. PLATO (Planetary Transits and Oscillations of stars satellite) Evropské vesmírné agentury, který by měl započít svou šestiletou misi v roce 2024, bude hledat planety přibližně okolo milionu hvězd rozprostřených po polovině oblohy.
Velikost hvězdného zatmění způsobené tranzitující planetou sděluje astronomům jak je planeta velká v porovnání s její hvězdou, zatímco opakující se události nám říkají jak dlouho trvá tělesu objehnout svoji hvězdu. Mnohonásobné tranzity zvětšují jistotu toho, že zatmění není způsobené jinými kosmickými tělesy (jako třeba slabou hvězdou), temnými místy podobnými slunečním skvrnám na hvězdě, nebo rušením detektorů. Během operační doby satelitu, nejsilnější signály vycházejí vždy z větších planet obíhajících blízko svých hvězd, protože častěji tranzitují a způsobují větší zatmění.
„Planety, které jsou vělikostně a orbitálně podobné Marsu a Merkuru zůstanou mimo dosah, i když budou data ze šesti let mise PLATO sloučena“ řekl Hippke. „Ale světy podobné Venuši a Zemi se ihned ukáží“ Kepler prokázal existenci planet menších než Země obíhajících okolo hvězd menších než Slunce, ale tyto parné světy s velkou pravděpodobností nemají vhodně podmínky pro život. TESS a PLATO odhalí světy velikosti Země obíhající hvězdy podobné slunci. Obíhající s obyvatelné zóně, tyto planety mohou disponovat vodou v tekutém skupenství, která je považována za předpoklad pro vývoj života, tak jak ho známe.
Richard Záhrobský
Jupiteru a Saturnu trvá oběh slunce více než deset let. Podobné světy mohou tranzitovat pouze jednou během misí TESS a PLATO, ale vyvolají neobvyklou událost. Jestli, jako Jupiter, má planeta více velkých měsíců, jejich transit by se také měl ukázat v datech. “Neměli bychom jasnou detekci a nebyli bychom schopni říct, jestli má planeta jeden velký měsíc nebo mnoho malých, ale pozorování by poskytlo silného kandidáta pro sledování ostatními budoucími zařízeními“ vysvětlil Angerhausen.
VymazatV současosti byly prstence detekovány jen okolo jedné exoplanety, zvané J1407b. Systém prstenců je více než 200x větší než Saturnův. Vzhledem k tomu jak by se planety podobné Saturnu jevily satellitu PLATO, výzkumníci ukazují, že tranzitující systém prstenců předkládá jasný signál, který předchází a následuje tranzit planety přes svou hvězdu. Tyto objevy byly zveřejněny 1. Září v magazínu The Astrophysical Journal.
V druhé studii, publikované 20. Září ve stejném magazinu, výzkumníci zkoumali možnost detekování asteroidů zachycených ve stabilních zónách zvaných Lagrangeovy body, místa kde gravitační tah planety odpovídá tahu své hvězdy. Tyto místa předcházejí a následují planetu v jejím orbitu o přibližně 60 stupňů. V našem solárním systému, nejvýznačnější příklad je poblíž Jupiteru, kde se shluklo nejméně 6 000 známých objektů rozdělených do dvou skupin, kolektivně nazývaných trojánské asteroidy. Méně známé je to, že Země, Mars, Uran a Neptun podobně zachytili jeden nebo více asteroidů kolem svých oběžných drah a tak astronomové teď nazývají všechny objekty zachycené tímto způsobem trojány.
Stejný fenomén se stává v jiných planetárních systémech, tudíž Hippke a Angerhausen zkombinovali Keplerova pozorování více než tisíce hvězd s planetami, k hledání průměrného zatmění slunečního světla, které by indikovalo tranzit trojánů. Objevili slabý signál odpovídající očekávaným lokacím objektů zachycených ve dvou Langrangeových bodech.
„Jakkoliv dobrá Keplerova data jsou, opravdu je využíváme maximálním způsobem, takže toto je velmi předběžný výsledek,“ řekl Hippke. „Opatrně jsme ukázali, že je možné detekovat trojánské asteroidy, ale budeme muset počkat na lepší data z TESS, PLATO a dalších misí, abychom to opravdu mohli potvrdit“
Richard Záhrobský
Hledání nových světů pomocí hry světla a stínů
OdpovědětVymazatAstronomové mají mnoho různých metod objevování nových planet ležících mimo naší Sluneční soustavu,ale tou zatím nejúspěšnější je transitní fotometrie, která mění změny v jasnosti hvězdy způsobeným malými zatměními. Když planeta prochází kolem své hvězdy, v oblasti našeho zorného pole, částečně tím zakryje světlo své hvězdy. Pokud zatmění trvá určitý čas a objevuje se v pravidelném intervalu, pravděpodobně to znamená že nějaká exoplaneta přechází kolem hvězdy jednou za svou oběžnou dobu.
Astrofyzik Daniel Agerhausen z Goddardova kosmického střediska popisuje, jak by astronomové mohli rozvinout tranzitní fotometrii k nalezení planet, podobným těm v naší Sluneční soustavě kolem jiných hvězd - a možná i k nalezení měsíců, prstenců a skupin asteroidů.
Keplerův vesmírný teleskop patřící NASA, se za vyžití této techniky stal, s více než tisícem potvrzených objevů a mnoha nepotvrzenými, nejúspěšnějším současným lovcem nových planet. Další mise využívající vylepšenou technologii jsou již naplánovány, otázkou je kolik dalších informací, o cizích planetách podobným té naší, přinesou.
Podle nedávno uveřejněných studií Michaela Hippke z Institutu pro analýzu dat v Neukirchen-Vluynu v Německu a Daniela Angerhausena, postgraduálního výzkumníka letového centra Goddardova výzkumného centra v Greenbelt v Marylandu, mnoho. Ukazují, že podle nejlepšího možného scénáře, nadcházející mise mohou objevit planetární měsíce, soustavy prstenců podobné těm kolem Saturnu i větší skupiny asteroidů.
Podle Angerhausena “ Můžeme od těchto nových misí očekávat záplavu objevů, proto chceme alespoň trochu porozumět jejich možnostem, aby vědci mohli co nejlépe využít nasbíraná data.”
Obě agentury, jak NASA tak Evropská kosmická agentura (ESA), vychází z úspěchů Keplerova teleskopu. TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite), satelit patřící NASA, jehož vypuštění je plánováno nejpozději na rok 2018, bude prvním vesmírným pozorovatelem , pozorující přechody těles na celé obloze. Během dvou let bude TESS sledovat kolem 200,000 blízkých hvězd, aby zachytil přechody, které by mohli prozradit něco o přecházejících planetách. PLATO(Planetary Transits and Oscillations of stars), satelit patřící ESA, by měl být vyslán na svou šestiletou mis v roce 2024, bude hledat nové planety, okolo skoro milionu hvězd rozprostřených přes půlku oblohy.
Množství úbytku jasu hvězd, způsobeného přechodem planet, napovídá astronomům, jaký je velikostní rozdíl planety a její hvězdy. Opakující se události, nám zase mohou prozradit jak dlouhá je oběžná dráha dané planety kolem její hvězdy. Další přechody jen potvrzují že zatmění není způsobeno jiným kosmickým tělesem ( např. vyhaslá hvězda), tmavými místy připomínajícími Sluneční skvrny na pozorované hvězdě nebo šum v detektoru. Během životnosti satelitu, získáváme ty nejjasnější data z planet obíhajících blízko své hvězdy, protože způsobuje větší zatmění a přechází častěji.
“Planety podobné Marsu či Plutu, co se velikosti a oběžné dráhy týče, zůstanou stále nezmapované i po zkombinování všech dat nasbíraných PLATEM během šesti let.” říká Hippke. “ Ovšem planety podobné Venuši či Zemi se podaří zcela zmapovat.” Kepler prokázal existenci planet menších než Země ,obíhajíci velmi blízko hvězd menších než Slunce, ale tyto rozpálené světy budou velmi nepravděpodobně podporovat život. TESS a PLATO proto budou hledat planety o velikosti Země, obíhající po podobných drahách jako Země kolem hvězd podobných Slunci. Při obíhání v rámci obyvatelné zóny hvězdy, by se na těchto planetách mohli vyskytovat rezervoáry tekoucí vody, ve kterých by se mohl vyvinout život, jak ho známe.
Bláhová Zuzana
Jupiteru a Saturnu každému zabere více než desetiletí, než oběhnou kolem Slunce. Podobné světy tedy mohou přecházet kolem své hvězdy jen jednou během působení TESS nebo PLATO , ale rozhodně budou velkou událostí. Pokud, stejně jako Jupiter, má planeta více velkých měsíců, může se jejich přechod v záznamech také objevit. “Neměli bychom jasný záznam a nebyly bychom schopni říct jestli má planeta jen jeden velký měsíc nebo skupinu menších, ale tyto poznatky přinesou silného měsíčního kandidáta pro budoucí příležitosti.,” vysvětluje Angerhausen.
VymazatDo dnešního dne, byly prstence detekovány pouze kolem jedné exoplanety, nazvané J1407b. Tato soustava prstenců je více než 200 krát větší než ta kolem Saturnu. Pokud zvážíme jak by planetu podobnou Plutu zachytil PLATO, vědci prokazují že přechod prstencových soustav vytváří jasný signál který předchází a následuje planetu procházející před svou hvězdou. Tyto poznatky byly publikovány ve vydání The Astrophysical Journal (Astro-fyzický žurnál) z prvního září.
V další studii, publikované ve stejném časopise z 20. září, zkoumají vědci možnost detekování steroidů zachycených ve stabilních oběžných zónách, známých jako lybrační centra. To jsou místa, kde se planetární gravitační pole vyrovnávají gravitační síle své hvězdy. Tyto místa předcházejí a následují planetu v jejím oběhu pod úhlem kolem 60 stupňů. Nejznámější příklad tohoto jevu v naší Sluneční soustavě, se nachází blízko Jupiteru, kde se nashromáždilo zhruba 6000 objektů ve dvou skupinách společně nazývané Trojáni. Méně známe je, že Země, Mars, Uran a Neptun během své oběžné dráhy, také zachytily jeden či více asteroidů, astronomové tedy teď nazývají všechny takto zachycené objekty, jako Trojáni.
Protože se stejný jev objeví i u jiných planetárních systémů, zkombinovali Hippke a Angerhausen poznatky z Keplerova teleskopu o více než tisíci planetárních soustav , aby našli průměrný pokles hvězdné záře, naznačující přechody Trojánů. Takto Objevili nepatrný signál z očekávaných míst výskytu objektů zachycených ve dvou lybračních centrech.
“Nehledě na to jak dobrá data získaná z Keplerova teleskopu, jsou, bereme je až příliš vážně, takže jsou tyto výsledky velmi předběžné.” tvrdí Hippke . “ Poněkud opatrně jsme prokázali možnost detekování Trojánů, ale budeme muset počkat pro kvalitnější data z TESS PLATA či jiné mise, abychom skutečně tyto nálezy skutečně potvrdili.”
Bláhová Zuzana
Hledání nových světů pomocí hry světla a stínu
OdpovědětVymazatAstronomové již použili mnoho různých metod k objevování planet za sluneční soustavou, ale zatím nejúspěšnější je tranzitní fotometrie, která měří změny jasnosti hvězdy způsobené slabým zatměním. Když planeta v našem zorném úhlu přechází před svou hvězdou, zakrývá tak část světla hvězdy. Pokud utlumení trvá určitou dobu a objevuje se v pravidelných intervalech, jde pravděpodobně o míjení nebo přechod exoplanety před hvězdou jednou za dobu oběhu.
Astrofyzik Daniel Angerhausen z NASA Goddard pojednává o tom, jak astronomové mohou zmaximalizovat tranzitní fotometrii k nalezení planet, jako ty v naší sluneční soustavě okolo jiných hvězd – a možná měsíce, prstence a také skupiny asteroidů.
Kepplerův vesmírný dalekohled použil tuto techniku a stal se tak k dnešnímu dni nejúspěšnější kosmickou lodí v lovu na planety, na kontě má více než tisíc potvrzených objevů a mnoho dalších stále čeká na potvrzení. Plánují se mise, které mají zdokonalenou technologii, ale o kolik více nám mohou říci o cizím planetárním systému, který je podobný tomu našemu?
Podle nedávno publikované studie Michaela Hippke z Institutu pro analýzu dat v německém Neukirchen-Vluyn, a Daniela Angerhausena, postgraduálního výzkumníka v Goddardovo kosmickém středisku NASA v Greenbeltu, Marylandu, jich je mnoho. Ukazují, že v nejlepším případě by nadcházející mise mohly odkrýt planetární měsíce, prstencové světy podobných Saturnu, a dokonce i velké shluky asteroidů.
„Očekáváme od těchto nových misí velký příval objevů, chceme tak porozumět možnostem, aby vědci mohli vytěžit co nejvíce z těchto údajů“ říká Angerhausen.
NASA i Evropská vesmírná agentura (ESA – z anglického European Space Agency) navazují na úspěchy Kepplera. TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite ) od NASA, plánovaný start nejpozději v roce 2018, bude vůbec prvním půzkumem, který se zabývá přechodem těles na celé obloze. V průběhu dvou let bude TESS monitorovat okolo 200,000 blízkých hvězd kvůli zachycení tranzitů, které by mohly mnohé napovědět. Od satelitu PLATO ( Planetary Transits and Oscillations of stars) od ESA, se očekává, že bude plnit šestiletou misi v roce 2024, a bude hledat planety okolo zhruba milionu hvězd rozprostřených přes polovinu oblohy.
Množství tlumení jasnosti hvězdy způsobené tranzitující planetou astronomům napovídá, jak velká planeta je v poměru ke své hvězdě, zatímco opakující se události nám poskytnou informaci, jak dlouho potrvá objektu oběhnout svou hvězdu. Další tranzity zdůrazní fakt, že utlumení není způsobené jiným kosmickým objektem (jako např. slabou hvězdou), tmavými slunečními skvrnami na mateřské hvězdě, nebo šumem v detektoru. V průběhu životnosti satelitu, nejsilnější signály pocházejí vždy od větších planet obíhající okolo svých (mateřských) hvězd, jelikož vytvářejí jak tmavější stmívání, tak častější tranzity.
„Planety s velikostí a oběžnou dráhou podobné Marsu nebo Merkuru, zůstanou mimo dosah, i když se zkombinují data šesti let od PLATO,“ říká Hippke. „Ale světy podobné Venuši a Zemi se objeví snadno“. Keppler prokázal přítomnost planet menších než je Země ve velmi blízké oběžné dráze kolem hvězd menších než Slunce, ale je nepravděpodobné, že by tyto patrné světy podporovaly život. TESS a PLATO odhalí světy o velikosti Země a oběžné dráhy jako je ta zemská okolo hvězd podobných slunci. Tyto planety, které obíhají v rámci obyvatelné zóny hvězdy, mohou mít množství tekoucí vody, což může být předpokladem pro rozvoj života, jak ho známe.
Janotová
Jupiteru a Saturnu trvá více jak desetiletí, než oběhnou slunce. Podobné světy mohou přecházet pouze jednou během doby mise TESS a PLATO, ale o to silnější tato událost bude. Pokud má planeta (jako Jupiter) několik velkých měsíců, jejich tranzit by se mohl v datech také projevit. „Neměli bychom mít jasné ověření, a nebyli bychom schopni říct, zda měla planeta jeden velký měsíc nebo více malých, ale pozorování by prokázalo následného silného kandidáta na měsíc za pomoci modernějších zařízení“ vysvětlil Angerhausen.
OdpovědětVymazatDodnes, byly prstence detekovány okolo pouze jedné exoplanety, nazývané J1407b. Prstencový systém je více než 200krát větší než u Saturnu. Vzhledem k tomu, jak moc by se planeta jako Saturn jevila teleskopu PLATO, vědci poukazují na to, že tranzitní prstencový systém vytváří jasný signál, který bude průchod planety přes mateřskou hvězdu přecházet a následovat. Tato zjištění byla zvěřejněna 1.září v čísle časopisu The Astrophysical Journal.
Ve druhé studii, publikované 20.září v čísle stejného časopisu, výzkumníci objevili možnost detekce asteroidů zachycených ve stabilních oběžných zónách nazývané Lagrangeovy body, v místech, kde se gravitační působení planety udržuje v rovnováze se sluncem. Tyto oblasti předcházejí a následují planetu ve své oběžné dráze v úhlu o 60 stupňů. V naší sluneční soustavě, se nejprominentnější příklad objevuje v blízkosti Jupiteru, kde se seskupilo minimálně 6,000 známých objektů a vytvořily tak dvě skupiny, souhrnně nazývaných Trojanské asteroidy. Méně známá je skutečnost, že Země, Mars, Uran a Neptun podobně zachytily jeden nebo více asteroidů na svých drahách, a astronomové nyní poukazují na všechny objekty uvězněné tímto způsobem jako na Trojanská tělesa.
Stejný jev se vyskytne v jiných planetárních systémech, takže Hippke a Angerhausen zkombinovali data z Kepplerových pozorování více než 1,000 hvězd hostujících na planetách, aby zachytili průměrný pokles hvězd, který by naznačoval tranzity Trojanských těles. Díky tomu objevili nepatrný signál, který odpovídá očekávaným umístěním objektů zachycených ve dvou Lagrangeových bodech.
„I když údaje jako ty Kepplerovy jsou velmi dobré, využíváme je co nejvíce, takže se jedná o velmi předběžný výsledek“ řekl Hippke. „Opatrně jsme prokázali, že je možné detekovat Trojanské asteroidy, ale budeme muset počkat na lepší údaje, které přinesou TESS a PLATO a další mise, díky nimž budou zjištění přesnější.
Francis Reddy
Goddardovo kosmické středisko NASA, Greenbelt, Md.
Naposledy aktualizováno: 30. října, 2015
Editor: Ashley Morrow
Janotová
Odhalování nových světů souhrou světla a stínu
OdpovědětVymazatDoposud astronomové používali mnoho metod pro odhalování planet za hranicí naší sluneční soustavy, v tomto ohledu se tranzitní fotometrie doposud prokázala být nejúspěšnější. Tranzitní fotometrie měří změny v jasnosti hvězd způsobených malými zatměními. Když planeta přechází přes hvězdu v určité zorné úrovni, blokuje přístup malému množství světelného záření hvězdy. Jestliže pokles jasu trvá určitou dobu a objevuje se v pravidelných intervalech, je pravděpodobné, že exoplaneta prochází před tělesem, přechází jej, nebo jeho hvězdu jednou za oběžnou periodu tělesa.
Daniel Angerhausen, astrofyzik z NASA Goddard představuje, jakým způsobem mohou astronomové maximalizovat tranzitní fotometrii pro hledání planet podobným těm v naší sluneční soustavě; případně měsíce, prstence planet nebo shluky asteroidů.
Titulky: Goddardovo kosmické středisko NASA
Stýhněte si video v HD: Vědecké vizualizační studio NASA
Jako doposud nejúspěšnější vesmírná loď pro odhalování planet pro užívání tranzitní fotometrii se ukázal být Keplerův vesmírný teleskop, který má na svém kontě přes tisíc potvrzených objevů a další nové, u kterých čeká na potvrzení. Další mise pro vyslání vylepšené technologie jsou již nyní plánované, ale co více nám mohou říct o cizích slunečních soustavách podobných té naší?
Skutečně mnoho, dle nedávno publikovaných studií Michalea Kippkeho z Institutu pro analýzu dat v Neukirchen-Vluynu v Německu a Daniela Angerhausena, postdoktoranda v Goddardově kosmickém středisku v Greenbeltu, Marylandu. Ukazují, že v nejlepším případě by mohly budoucí mise odhalit planetární měsíce, prstencové věty podobné Saturnu a dokonce i velké shluky asteroidů.
“Tyto mise nám přinesou záplavu objevů, tudíž chceme zjistit, jaké máme jako vědci možnosti využít získaná data a dostat z nich maximum,” řekl Angerhausen.
NASA společně s Evropskou vesmírnou agenturou (ESA) těží z úspěchu Keplera. TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite, Satelit pro průzkum tranzitujících exoplanet) z NASA, který bude plánovaně vypuštěn do roku 2018, bude úplně první vesmírný tranzitní průzkum celé oblohy. Během dvou let bude TESS monitorovat okolo 200 000 blízkých hvězd pro možné tranzity. PLATO (Planetary Transits and Oscillations of Stars Satellite, Satelit pro planetární tranzity a oscilace hvězd) z ESA, by měl zahájit svou šestiletou misi v roce 2024 a bude hledat planety okolo asi milionu hvězd rozprostřených přes polovinu oblohy.
Úroveň ztráty jasu hvězdy způsobené tranzitující planetou je schopna astronomům sdělit, jak proporcionálně velká je planeta ve srovnání se svou hvězdou, zatímco opakující se události nám mohou prozradit, jak dlouho trvá tělesu oběhnout hvězdu. Mnohonásobné tranzity zvyšují jistotu, že ztráta jasnosti není způsobena jiným kosmickým tělesem (například vyhaslá hvězda), temnými regiony slunečních skvrn na hvězdě, nebo rušením detektoru. Během funkčního života satelitu nejsilnější signál vždy přichází od větších planet obíhajících blízko svých hvězd, neboť u nich dochází k častějším tranzitům, tak větší ztrátě jasu.
"Planety o velikosti a oběžných drah podobných Merkuru nebo Marsu budou stále mimo dosah, i když sloučíme data z šestileté mise dalekohledu PLATO," řekl Hippke. "Ale světy podobné Venuši a Zemi budou snadno viditelné." Kepler dokázal přítomnost planet menších než Země obíhajících velice blízko hvězd menších než Slunce, ale na těchto žhavých světech těžko najdeme dobré podmínky pro rozvoj života. TESS a PLATO objeví světy velikosti Země s oběžnými drahami jako Země, obíhající hvězdy podobné Slunci. Obíhající v obyvatelné zóně jejich hvězdy, tyto planety mohou držet vodu v tekutém skupenství, které považujeme za nezbytné pro vývoj života, tak jak je tomu na Zemi.
Sluneční oběh Saturnu a Jupiteru trvá více, než desetiletí. Podobné světy mohou tranzitovat jen jednou během misí PLATO a TESS, nicméně vyvolají silnou událost. Jestliže, jako Jupiter, má planeta pár velkých měsíců, jejich tranzity by se také mohly ukázat mezi daty. "Detekce by nebyla přesná, a nebyli bychom schopni říct, jestli planeta má jeden velký měsíc nebo více malých, ale pozorování by mohlo zajistit silného kandidáta podobnému měsíci a poté nadále objekt pozorovat jinými budoucími zařízeními," vysvětlil Angerhausen.
VymazatDodnes byly prstence detekovány okolo jen jediné exoplanety, a to planety J1407b. Systém prstenců je více než 200x větší než okolo Saturnu. Vezměme v potaz, jak by se planeta podobnější Saturnu jevila satelitu PLATO, výzkumníci ukazují, že tranzitující systém prstenců vysílá jasný signál, který předchází před, a následuje po tranzitu planety přes hvězdu. Tyto objevy byly publikovány v prvním zářijovém čísle žurnálu astrofyziky (The Astrophysical Journal).
Druhá studie, publikovaná ve stejném žurnálu 20. září, obsahovala výzkum vědců o možnosti detekce asteroidů zachycených ve stabilních oběžných zónách nazývaných Lagrangeovy librační body, což jsou místa, kde gravitační tah planety je stejný jako tah jejího slunce. Tyto oblasti předcházejí a následují planetu v jejím oběhu o přibližně 60 stupňů. V naší sluneční soustavě je nejprominentnějším příkladem oblast poblíž Jupiteru, kde se minimálně 6 000 objektů shlukovalo do dvou skupin nazývaných trojanské asteroidy. Ne tolik známý fakt je, že Země, Mars, Uran a Neptun taktéž zachytily jeden nebo více asteroidů podél svých oběžných drah, a astronomové nyní všechny takto zachycené objekty nazývají trojanské.
Stejný fenomén se objevuje v jiných planetárních systémech, tudíž Hippke a Angerhausen spojily výsledky Keplerova pozorování více než 1000 hvězd, které jsou obíhány hostujícími planetami, aby hledali průměrný pokles ve světle hvězdy, jenž by indikoval tranzit troských těles. Objevili nepatrný signál korespondující s očekávanými lokacemi objektů zachycených ve dvou Lagrangeových libračních bodech.
"Byť jsou data z Keplerova satelitu sebevíc kvalitní, využíváme jejich obsah naplno, proto jsou naše výsledky prozatím předběžné," řekl Hippke. "Prokázali jsme, že je zřejmě možné detekovat trojanské asteroidy, ale budeme muset počkat, až budeme mít lepší data z misí TESS, PLATO a dalších, než cokoliv potvrdíme."
Francis Reddy
Goddardovo kosmické středisko NASA, Greenbelt, Maryland
Stínohra pomáhá nalézat nové světy
OdpovědětVymazatTranzitní fotometrie je zatím nejúspěšnější technologií, kterou astronomové používají k objevování planet mimo náš solární systém. Měří změny v intenzitě svitu hvězd způsobenou miniaturními zatměními. Když planetav našem zorném poli prochází před svou hvězdou, zacloní určité množství jejího svitu. Pokud zastínění trvá určitou dobu a děje se v pravidelném rytmu, pravděpodobné to znamená, že exoplaneta prochází tranzitem, či přechází prochází před svou hvězdou jednou za dobu svého oběhu.
Podle astrofyzika Daniela Angerhausena z Goddardova kosmického střediska NASA budou astronomové schopni maximálně znásobit účinnost tranzitní fotometrie nejen k vyhledávání měsíců, prstenců a rojů asteroidů, ale hlavně planet podobných těm v naší sluneční soustavě. Sonda Kepler, dosud nejúspěšnější lovec planet americké vládní agentury NASA, má díky této technice na kontě přes tisíc ověřených objevů a mnoho dalších, které čekají na schválení. Naplánované jsou další mise s vylepšenou technologií, kolik nám ale mohou prozradit o cizích a přeci nám podobných planetárních systémech?
Podle vědců mnoho. Nedávné studie Michaela Hippkeho z německého Výzkumného ústavu v Neukirchen-Vluyn a Daniela Angerhausena, postdoktoranda a výzkumníka z Goddardova kosmického střediska NASA v městě Greenbelt ve státě Maryland, ukazují, že by blížící se mise mohly v nejlepším případě odhalit planetární měsíce, světy s prstenci podobné Saturnu, či objemné roje asteroidů.
„Očekáváme od těchto misí přívaly objevů, a tak se na budoucí možnosti chceme připravit, abychom ze sebraných dat získali co nejvíce,“ říká Angerhausen.
NASA i Evropská kosmická agentura (ESA) těží z úspěchu Keplerova teleskopu. Satelit TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) vyvinutý NASA, jehož start je naplánován již na rok 2018, bude vůbec první tranzitní vesmírný průzkum celé oblohy. Během dvou let bude TESS pozorovat přechody dvou set tisíc blízkých hvězd. PLATO (PlanetaryTransits and Oscillations of stars), satelit vyvinutý ESA, který započne svou šestiletou misi v roce 2024, bude zkoumat téměř milion planet rozesetých přes téměř polovinu oblohy.
Z intenzity zšeření hvězdného svitu, které je způsobeno přechodem planety astronomové poznají poměr velikosti planety a její hvězdy, opakované události prozradí, jak dlouho planetě trvá hvězdu obletět. Ostatní tranzity pouze zvyšují pravděpodobnost, že zastínění není způsobeno ostatními kosmickými objekty (například zhasínající hvězdou), tmavými skvrnami na mateřské hvězdě, či ruchem v detektoru. Během operativní životnosti satelitu přicházejí nejsilnější signály vždy z rozměrnějších planet, které obíhají blízko svých hvězd, jelikož se vyznačují výraznějším zastíněním a častějšími přechody.
„Planety podobných rozměrů a délky oběhu jako Mars nebo Merkur pravděpodobně zůstanou během šesti let výzkumu PLATO mimo dosah,“ číká Hippke. „Ale světy podobné Venuši, či Zemi se budou ukazovat častěji.“ Teleskop Kepler prokázal přítomnost planet podobných Zemi, které obíhají velmi těsně hvězd menších než Slunce, ale tyto parné světy pravděpodobně nenesou život. TESS a PLATO objeví podobných rozměrů jako Země, jež obíhají kolem podobných hvězd a v podobných periodách. A protože obíhají v obyvatelné zóně své hvězdy, existuje možnost, že tyto planety nesou tekutou vodu, která je považována za předpoklad vývoje života, jak ho známe.
OdpovědětVymazatJupiter a Saturn obíhají okolo Slunce déle než deset let. Podobné světy mohou v průběhu výzkumu TESS a PLATO projít pouze jednou, ale jejich signály budou silné. V případě planet podobných Jupiteru může být také zaznamenán přechod několika velkých měsíců. „Nebudeme moci jasně rozlišit, zda měla planeta jeden velký měsíc, či několik menších, ale tato pozorování by mohla nominovat jasné kandidáty na měsíce ve výzkumech prováděných dalšími prostředky.
Do dnešního dne byly prstence nalezeny pouze kolem jedné exoplanety nazývané J140b. Prstencový systém je více než dvěstěkrát větší než Saturnův. Při úvahách, jak by se planeta ještě více podobná Saturnu ukazovala PLATO, výzkumníci ukazují, že průchod prstencového systému produkuje jasný signál, který předchází a následuje průchod planety před hvězdou. Tato zjištění byla publikována v odborném časopisu The Astrophysical Journal prvního září.
V další studii, publikované v témž časopise dvacátého září výzkumníci zkoumají možnost detekce asterodiů zachycených ve stabilných oběžných zónách nazývaných Lagrangovy vibrační body, místa, kde gravitační pole planety vyváží pole svého slunce. Tyto oblasti přechází před a za planetou na její oběžné dráze pod úhlem přibližně 60 stupňů. V našem solárním systému je nejlepším příkladem Jupiter, kolem kterého se utvořily dvě skupiny téměř šesti tisíc neznámých objektů nazývaných Trojské asteroidy. Méně známými příklady jsou Země, Mars, Uran a Neptun, které na své oběžné dráze podobně zachytily jeden či více asteroidů, které astronomové nyní nazývají Trojani.
Stejný úkaz se bude vyskytovat i v dalších slunečních soustavách, Hippke a Angerhausen proto zkombinovali data Keplerova teleskopu týkající se více než tisíce hvězd, jež jsou obíhány planetami, aby našli průměrnou intenzitu zastínění, která by znamenala průchod Trojanů. Našli slabý signál, který korespondoval s očekávanou lokací dvou vibračních bodů.
„Ačkoli jsou data z Keplerova teleskopu kvalitní, přinášíme je až na samou hranici možností, a tento výsledek je tedy velmi předčasný, říká Hippke. „Opatrně jsme nazančili, že je možné Trojany detekovat, budeme ale muset čekat na kvalitnější data z TESS, PLATO i dalších misí, abychom to skutečně rozklíčovali.“